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1、2022年人教版化學選修4 第4章第4節(jié) 金屬的電化學腐蝕與防護 教案
【教材內容分析】
本節(jié)內容安排:揭示金屬腐蝕的嚴重性和危害性→分析金屬腐蝕的原因→探討防止金屬腐蝕的思路和方法。
教材以鋼鐵銹蝕為例,剖析了金屬的兩種電化腐蝕過程,并重點介紹了金屬的電化學防護方法。
【教材目標設定】
1、 解金屬腐蝕的兩種形式。
2、 了解鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕這兩種電化學腐蝕的作用原理。
3、 根據金屬的電化學防護的方法
【教學方法建議】
閱讀討論、分析探究
【教學過程設計】
【閱 讀】:P84—第1,2小節(jié),了解金屬銹蝕的現(xiàn)象
【閱 讀】:P84—第3,4,5小節(jié)
2、,了解金屬腐蝕的兩種方式
【板 書】:一 金屬的電化學腐蝕
1、金屬的腐蝕:化學腐蝕和電化學腐蝕
【閱 讀】:P84-最后一節(jié)至P85,思考并分析以下問題:
1、鋼鐵的電化學腐蝕有哪兩種形式?
吸氧腐蝕、析氫腐蝕
2、鋼鐵的電化學腐蝕的實質失什么?
鋼鐵與電解質溶液接觸,形成Fe—C原電池,鐵失去電子而被氧
3、鋼鐵在潮濕空氣中怎樣形成微小的原電池?
Fe、C作電極,鋼鐵在潮濕的空氣中表面形成一層水膜,水膜溶解有來自大氣中的CO2、SO2、H2S等氣體。從而形成電解質溶液。
4、析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應怎樣?
析氫腐蝕:(水膜的酸性較強)
負極:Fe —
3、2e—=Fe2+
正極:2H2O + 2e—= H2↑+ 2OH—
總反應:Fe + 2H2O = Fe(OH)2
吸氧腐蝕:(水膜的酸性很弱或呈中性)
負極:Fe —2e—=Fe2+
正極:2H2O + O2+4e—= 4OH—
總反應:2Fe + 2H2O + O2=2 Fe(OH)2
兩種腐蝕中生成的Fe(OH)2被O2氧化成Fe(OH)3,再失去一部分水生成Fe2O3·X H2O疏松地覆蓋在鋼鐵表面。
5、電化學腐蝕與化學腐蝕有什么異同?
相同點:都是金屬原子失去電子而被氧化。
不同點:1、 電化學腐蝕過程中伴隨著電
4、流產生,化學腐蝕過程沒有。
2、 兩種腐蝕均同時發(fā)生,但電化學腐蝕普遍,腐蝕速度快。
【板 書】:2 鋼鐵的電化學腐蝕
析氫腐蝕:負極:Fe —2e—=Fe2+
正極:2H2O + 2e—= H2↑+ 2OH—
總反應:Fe + 2H2O = Fe(OH)2
吸氧腐蝕:負極:Fe —2e—=Fe2+
正極:2H2O + O2+4e—= 4OH—
總反應:2Fe + 2H2O + O2=2 Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O + O2 = 4Fe(OH)3 ,F(xiàn)e(OH)3失去部分水,形成Fe2O3·X H2O。
【演示實驗
5、】:P85-實驗4-3,觀察現(xiàn)象。
導管內形成一段水柱
【過 渡】:我們了解了金屬的電化學腐蝕原理??梢灾笇覀內プ龊媒饘俚姆雷o,減少金屬的腐蝕。
【閱 讀】:P86-87:二、金屬的電化學防護,思考和分析以下問題:
1、金屬的電化學防護通常有哪兩種方法?
犧牲陽極的陰極保護法和外加電流的陰極保護法
2、犧牲陰極的陽極保護法中,對陽極有什么要求?
活潑性比Fe強,如Zn等,并要定期拆換
3、外加電流的陰極保護法如何保護?
被保護的鋼鐵設備作陰極,惰性電極作輔助陽極,接上外加直流電源,通電后,電子被強制流向被保護的鋼鐵設備,使鋼鐵表面產生電子的積累,抑制了鋼鐵發(fā)生電子的作用。
【板 書】:二 金屬的電化學防護
1、犧牲陽極的陰極保護法
2、外加電流的陰極保護法
【科學探究】:P87-科學探究,驗證犧牲陽極的陰極保護法,觀察現(xiàn)象
現(xiàn)象:電壓計指針發(fā)生偏轉,F(xiàn)e電極上有氣泡。鐵電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,溶液不變藍色。
結論:鐵未被氧化
【講 解】:除電化學防腐蝕外,金屬防腐蝕的方法還有很多種。如制成合金,
噴涂油漆,電鍍等