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1、2022年高一化學(xué)《金屬的電化學(xué)腐蝕》教案
一、教材分析
教材在第二單元詳細(xì)地介紹了電化學(xué)知識(shí),本節(jié)是在此基礎(chǔ)上,重點(diǎn)介紹如何利用原電池知識(shí)做到金屬的防護(hù)。教材以彩圖引入金屬的腐蝕。金屬的腐蝕包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩部分內(nèi)容。為了降低難度,教科書中沒有出現(xiàn)“吸氧腐蝕”和“析氫腐蝕”這兩個(gè)名詞,只是介紹了鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)在正極上發(fā)生的這兩類原電池反應(yīng)。最后強(qiáng)調(diào)指出化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子變成陽離子的過程。
二、學(xué)情分析
通過上一節(jié)課的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)掌握了原電池和電解池的化學(xué)原理,本節(jié)課就是要應(yīng)用原電池和電解池的化學(xué)原理,研究金屬腐蝕的原因和金屬的防護(hù)問題。為了培
2、養(yǎng)同學(xué)們的自學(xué)能力,理論聯(lián)系實(shí)際的能力和對知識(shí)歸納總結(jié)的能力。
三.教法分析
通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí),總結(jié)歸納金屬的腐蝕的本質(zhì)和分類。
四、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能:
1、能通過多種方式了解金屬腐蝕帶來的危害,認(rèn)識(shí)防止金屬腐蝕的重要意義。
2、了解化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的含義,理解電化學(xué)腐蝕發(fā)生的條件。
過程與方法:
1、通過實(shí)驗(yàn)探究鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別,并認(rèn)識(shí)不同腐蝕發(fā)生的條件。
情感態(tài)度與價(jià)值觀:
1、培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,理論聯(lián)系實(shí)際的能力和歸納總結(jié)知識(shí)的能力。
2、培養(yǎng)學(xué)生樹立環(huán)境保護(hù)意識(shí)和珍惜資源,可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)。
五、教學(xué)重點(diǎn):電化學(xué)腐蝕的原因、防止金屬
3、腐蝕的方法
教學(xué)難點(diǎn):析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應(yīng)方程式。
六、教學(xué)過程[
【引入】 據(jù)報(bào)道:全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)7000億美元,是地震、水災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失的總和的6倍。這還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。金屬腐蝕的主要害處,不僅在于金屬本身的損失,更嚴(yán)重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量。鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢的數(shù)量約占鋼鐵當(dāng)年產(chǎn)量的25%—30%。面對這樣驚人的數(shù)據(jù),大家有沒有想過,鐵怎么會(huì)被腐蝕?
【回答】1、什么是金屬的腐蝕?
2、金屬的腐蝕可分為哪幾類?
3、金屬的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)
4、腐蝕的本質(zhì)是什么?
【板書】一、金屬的腐蝕
【聯(lián)系舊知】 按下圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn))請比較下列現(xiàn)象的差異?
【歸納小結(jié)1】
金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)
金屬原子失去電子被氧化而消耗的過程:
M-ne-=Mn+
金
屬
的
腐
蝕
種類
化學(xué)腐蝕
電化學(xué)腐蝕
原理
金屬和其它物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕
不純金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng),使較活潑的金屬失電子被氧化而引起的腐蝕
區(qū)別
直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)
發(fā)生原電池反應(yīng)
腐蝕過程無電流產(chǎn)生
有電流產(chǎn)生
金屬直接被腐
較活潑金屬被腐蝕
腐蝕
5、速度
電化學(xué)腐蝕>化學(xué)腐蝕
聯(lián)系
往往同時(shí)發(fā)生,但電化學(xué)腐蝕更普遍,危害更大
【活動(dòng)與探究】觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,回答有關(guān)問題:
1、鐵粉中加入炭粉有何作用?兩裝置中均能形成原電池嗎?
2、兩裝置中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有何不同?產(chǎn)生的現(xiàn)象說明什么問題?
【歸納小結(jié)2】
實(shí)驗(yàn)編號(hào)
a
b
所用電解質(zhì)
NaCl
CH3COOH
主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
右側(cè)導(dǎo)管內(nèi)液面上升
右側(cè)導(dǎo)管內(nèi)液面下降
原因分析
有氣體參與反應(yīng)(O2)
有氣體生成(H2)
腐蝕類型
形成條件
發(fā)生吸氧腐蝕
水膜酸性很弱或呈中性
發(fā)生析氫腐蝕
水膜酸性較強(qiáng)
(1) 吸氧腐蝕
負(fù)極:Fe - 2e-
6、= Fe2+
正極:O2+2H2O+4e-=4OH-
電池總反應(yīng):2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
Fe(OH)2 進(jìn)一步被O2 氧化生成Fe(OH)3 ,F(xiàn)e(OH)3 脫去一部分水生成鐵銹。
(2) 析氫腐蝕
負(fù)極:Fe - 2e- = Fe2+
正極:2H++2e-=H2↑
電池總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2 ↑
由于酸性較弱,隨著氫氣的析出,水膜的PH上升,生成Fe(OH)2,F(xiàn)e(OH)2繼續(xù)與空氣中的O2作用,生成Fe(OH)3,進(jìn)而生成鐵銹。
【交流與討論】哪些因素影響了金屬腐蝕的快慢呢?
1、相對于在內(nèi)河行駛的輪船來說,海輪更容易被腐蝕。
2
7、、1910年遺留在南極的食品罐頭盒,其表面至今很少有鐵銹出現(xiàn)。
3、用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。
4、當(dāng)化工廠排出的廢氣為酸性時(shí),工廠附近的鐵制品容易生銹。
(3)金屬腐蝕快慢的判斷
(一)對于不同的金屬而言:與金屬的活潑性有關(guān),一般地,活潑性越強(qiáng)的金屬,越__容易_______被腐蝕。
(二)對于同種金屬而言:
與引起腐蝕的原因有關(guān):一般說來,電解原理引起的腐蝕 _>___原電池原理引起的腐蝕__>___化學(xué)腐蝕 __>__有防腐措施的腐蝕
(2) 與介質(zhì)條件有關(guān):一般說來
同種金屬的腐蝕在強(qiáng)電解質(zhì)中__>___弱電解質(zhì)中 __>__非電解質(zhì)中
(3)與構(gòu)成微電池兩極的
8、材料有關(guān):
兩極材料的活動(dòng)性差別越大,較活潑金屬被腐蝕的速度越 快 。
(4)與環(huán)境溫度有關(guān),溫度越高,金屬腐蝕速度越 快 。
注意:在鋼鐵的腐蝕過程中,其電化學(xué)腐蝕更嚴(yán)重,在電化學(xué)腐蝕中,吸氧腐蝕更普遍。
七、板書設(shè)計(jì)
一、金屬的腐蝕
1、化學(xué)腐蝕
2、電化學(xué)腐蝕
(1)吸氧腐蝕
(2)析氫腐蝕
(3)金屬腐蝕快慢的判斷
八、課后練習(xí)
C類:1、總結(jié)歸納析氫腐蝕和吸氧腐蝕
腐蝕類型
形成條件
發(fā)生吸氧腐蝕
水膜酸性很弱或呈中性
發(fā)生析氫腐蝕
水膜酸性較強(qiáng)
電極反應(yīng)式
正極
負(fù)極
電池總反應(yīng)
溶液中反應(yīng)
(鐵銹的
9、生成)
出現(xiàn)的頻率
2、下列各情況,在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是
B類:鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí),負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是( C )
A.2H2O+2e-====H2↑+2OH- B.O2+2H2O+4e-====4OH-
C. Fe-2e-====Fe2+ D.4OH--4e====2H2O+O2↑
A類:X、Y、Z、M代表四種金屬元素,金屬X和Z用導(dǎo)線連接放入稀H2SO4中時(shí),X溶解,Z極上有H2放出,若電解Y2+和Z2+共存的溶液時(shí),Y先析出,又知M2+的氧化性強(qiáng)于Y2+。則這四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)? ( A )
A.X>Z>Y>M B.X>Y>Z>M
C.M>Z>X>Y D.X>Z>M>Y