化学能转化为电能——电池 第4课时金属的腐蚀与防护课件.pptx

原电池视角下的金属腐蚀与防护

鲁科版选择性必修1第一章化学反应与能量转化

目标与素养：

1.科学探究与创新意识：通过实验科学探究金属腐蚀的

本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型，能正确书写析氢

腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。

2.科学态度与社会责任：认识金属腐蚀产生的危害和影

响，树立防止金属腐蚀的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方

法。

探究金属腐蚀的原理

环节一

实验药品：铁钉、食盐水

实验仪器：具支试管、试管、玻璃管

实验方案：如右图

实验现象：一段时间后，导管口水柱明显上升

实验结论：具支试管里的气体减少

活动一探究海水环境中O2是否参与钢铁的腐蚀

资料卡片

铁氰化钾溶液(K3[Fe(CN)6])遇Fe2+生成蓝色沉淀，常用于Fe2+的检验

铁钉在腐蚀过程中发生的反应是什么？

你想通过什么试剂验证你的推测？

活动二钢铁化学腐蚀过程中的物质转化

活动三钢铁电化学腐蚀过程中的物质转化

活动三利用二维图分析铁钉吸氧腐蚀的原理

钢铁的吸氧腐蚀示意图

装置维度

原理维度

Fe

O

-

失

电

电

e

得

2+

活动四探究铁钉腐蚀的过程能否形成原电池

请你设计实验验证铁钉腐蚀过程中形成了原电池？

活动四探究铁钉腐蚀的过程能否形成原电池

查阅文献

【归纳总结】

装置维度

原理维度

钢铁的析氢腐蚀示意图

钢铁的吸氧腐蚀示意图

OH-

Fe

O

H

正极

负极

子

子

失

电

电

电

e

H

得

得

2+

+

-

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

条件

水膜呈酸性(PH4.3)

水膜呈中性或酸性很弱

电极反应

负极Fe(-)

Fe-2e-=Fe2+

2Fe-4e-=2Fe2+

正极C(+)

2H++2e-=H2↑

O2+2H2O+4e-=4OH-

总反应

Fe+2H+=Fe2++H2↑

2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2

4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3

Fe2O3·nH2O

联系

金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，

电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主。

电化学腐蚀：不纯的金属或者合金与电解质溶液接触，较活泼的金属发生氧化还原反应，形成电流的腐蚀

(铁锈)

化学腐蚀：金属与其表面接触的物质直接反应

【归纳总结】钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较

1、定义：金属或合金与周围接触到的气体或液体

进行化学反应而腐蚀损耗的过程。

2、本质：M-ne-=Mn+(发生氧化反应)

化学腐蚀

吸氧腐蚀

电化学腐蚀析氢腐蚀

3、金属腐蚀的类型

【归纳总结】

烤蓝

镀铬

烤漆

涂凡士林镀锌

1覆盖保护层

金属防护的方法

涂机油

知识卡片：

改变金属材料的组成，在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。

在钢铁中加入一定比例的铬和镍(14%~8%Cr，7%~9%Ni)，改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度的提高钢铁的抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”(合金)。

金属防护的方法

千年不锈之谜：越王勾践剑的含铜量约为80%-83%、含锡量约为16%-17%。

2改变组成结构

环节二

金属防护的方法

利用模型设计方案

环节二

NaCl溶液

锌片

铜片

铜片

环节二金属防护的方法

牺牲阳极的阴极保护法

原理：原电池原理

3电化学防护法

金属腐蚀中产生的能量及物质可否科学地进行应用？

环节三

金属腐蚀的应用

知识卡片

蛭石：是一种与蒙脱石相似的粘土矿物，为层状结构的硅酸盐，具有很强的保温隔热性能。

吸水性树脂：高吸水性树脂是一种新型的高分子材料，它能够吸收自身重量几百倍至千倍的水分，无毒、无害、无污染;吸水能力特强，保水能力特高

交流与讨论：

1.你们针对暖宝宝发热原理的猜想？

2.能否设计实验来模仿“暖宝宝发热原理”

活动探究暖宝宝的发热原理

实验仪器及仪器：氧气传感器、烧杯、具支试管、试管、蒸馏水、暖宝宝

负极：Fe-2e-=Fe2+

正极：O2+4e-+2H2O=4OH-

总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

活动探究暖宝宝的发热原理

O2参与反应生成了OH-

宏观现象

微观原理

符号表征

吸氧腐蚀

双吸剂(吸氧、吸水)

主要成分：铁粉、碳粉、钠盐、卤化物。

特点：反应迅速，可在2小时内使包装袋内氧的浓度降到0.01%

环节三

金属腐蚀的应用

不断向科学技术广度和深度进军。

——习近平

科学与技术的进步，极大的提升了人们的生活质量