《金属的腐蚀与防护》名师教案 (1).docVIP

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《金属的腐蚀与防护》名师教案

教学目标

一、知识与技能

1、了解金属腐蚀的种类;

2、掌握化学腐蚀和电化学腐蚀的区别;

3、掌握吸氧腐蚀和析氢腐蚀的原理。

二、方法与过程

通过分析铜-铁接触形成原电池的例子,理解金属腐蚀的电化学原理及防护的原则。

三、情感与价值观

1、认识金属腐蚀的危害及防护措施,感受化学对人类生产和生活的影响;

2、通过学习增强保护环境的意识和节约意识。

学情分析

学生掌握了原电池的工作原理,并会根据电流的方向以及电极反应判断原电池正极和负极,会写电极反应。

重点难点

【教学重点】吸氧腐蚀、析氢腐蚀的原理?

【教学难点】牺牲阳极保护法、阴极电保护法的原理

教学活动

活动1【导入】新课导入

金属曾是人类文明发展的历史标志,如铜器时代、铁器时代,在现代社会中,钢铁等金属材料的产量和质量仍是反映国民经济发展水平的重要指标,然而金属腐蚀现象在日常生活中非常常见。?

【投影】据有关资料报道:现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%-40%。全世界每年因金属腐蚀而造成的损失超过7000亿美元。腐蚀的巨大危害不仅体现在经济损失上,它还会带来惨重的人员伤亡、环境污染、资源浪费、阻碍新技术的发展、促进自然资料的损耗。

因此对金属的防护尤为重要!金属腐蚀的是原理什么呢?如何对金属进行防护呢?带着这些问题我们开始今天的探究和学习。

活动2【讲授】讲解并讨论

【板书】1.3金属的腐蚀与防护

??????????一、金属的腐蚀

【投影】1、定义:金属表面与周围物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏,称为金属腐蚀。

2、分类:化学腐蚀(——金属与气体等直接发生氧化还原反应而被损耗)

电化学腐蚀(——当两种金属相接触且又同时暴露在潮湿空气里或与电解质溶液接触时,由于形成原电池而发生腐蚀)?

【投影】图片?

【设问】我们家用的燃气灶在刚使用时是单质铜的颜色,长时间使用后发现变黑了,此时铜发生了什么变化?

【学生回答】黑色的氧化铜

【投影】化学腐蚀:金属与气体等直接发生氧化还原反应而被损耗。

【设问】同样在厨房中,每天洗刷完铁锅以后,第二天有铁锈生成,这是为什么?

【讨论】铁生锈的可能原因

【讲解】此种情况形成了原电池而腐蚀,不同于化学腐蚀,称为电化学腐蚀

【投影】电化学腐蚀:当两种金属相接触且又同时暴露在潮湿空气里或与电解质溶液接触时,由于形成原电池而发生腐蚀

【质疑提问】金属发生电化学腐蚀的原理是什么?

活动3【活动】活动探究

【演示实验1】在盛有饱和H2CO3溶液的电解槽中放入Fe和C电极,如右图所示连接,观察电流计指针的偏转情况。

【学生讨论】1、电流计有何变化?石墨电极上有什么现象?2、该装置是否属于原电池?

【演示实验2】向锥形瓶中加入饱和H2CO3溶液并加入铁粉和碳粉的混合物,迅速插入压力传感器,点击“数据采集”按钮,观察瓶中现象及屏幕上曲线变化。

【学生讨论】1、锥形瓶内有何现象?是否也具备了形成原电池的条件?2、屏幕上显示锥形瓶内气压在逐渐增大,说明了什么?3、请写出电极反应式。?

【投影】示意图

【板书】负极:Fe-2e-=Fe2+正极:2H++2e-=H2↑

电解质环境:强酸性环境

【总结】酸度较高的特殊环境(如某些工厂附近的酸性气氛)中,正极反应可能主要是H+被还原生成氢气而析出,这种腐蚀称为析氢腐蚀。?

【质疑】如果水膜酸性不强,又会发生什么变化??

【演示实验3】在盛有饱和NaCl溶液的电解槽中放入Fe和C电极,如右图所示连接,观察电流计指针的偏转情况。

【学生讨论】1、电流计有何变化?石墨电极上有什么现象?2、该装置是否属于原电池??

【演示实验4】向塑料瓶中加入饱和NaCl溶液并加入铁粉和碳粉的混合物,迅速插入氧气传感器,点击“数据采集”按钮,观察瓶中现象及屏幕上曲线变化。?

【学生讨论】1、塑料瓶内有何现象?是否也具备了形成原电池的条件?

2、屏幕上显示塑料瓶内氧气的含量在逐渐减少,说明了什么?

3、请写出电极反应式。

【投影】示意图负极:2Fe-4e-=2Fe2+正极:O2+2H2O+4e-=4OH-电池总反应:2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2具有强还原性的氢氧化亚铁与潮湿空气中的水和氧气发生反应生成红棕色的氢氧化铁,生成的氢氧化铁进一步转化成铁锈:

4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O?

【提问】有人还将正极的电极反应写为O2+4H++4e-=2H2O,这两种写法反映了反应条件有什么区别?前者是在中性条件下而后者是在弱酸性条件下的反应.?

【总结】这种腐蚀