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2019-2020年高中化學(xué) 《金屬的腐蝕與防護(hù)二》教案 蘇教版選修1 教學(xué)過程： 【過渡】金屬被腐蝕后，在外形、色澤以及機(jī)械性能等方面都將發(fā)生變化，會(huì)使機(jī)器設(shè)備、儀器、儀表的精密度和靈敏度降低，影響使用以至報(bào)廢，甚至發(fā)生嚴(yán)重事故。每年由于鋼鐵生銹會(huì)使我國(guó)損失大約100～150億元。在英國(guó)，每90秒鐘就有1噸鋼被銹蝕掉。因此防止金屬腐蝕有很重要的意義。 【板書】二、金屬的防護(hù) 【教師引導(dǎo)】P89“調(diào)查研究”欄目為我們?cè)O(shè)置了六個(gè)問題： 1．鐵質(zhì)自來水管為什么要鍍鋅？ 2．自行車車輪鋼圈鍍鉻有什么用？鉻是何如鍍上去的？ 3．汽車車身、輪船外殼噴涂的油漆起什么作用？ 4．有些小刀的刀片表面帶有藍(lán)黑色的光澤，這是經(jīng)過“烤藍(lán)”處理形成的。你知道什么是“烤藍(lán)”嗎？為什么刀片要經(jīng)過“烤藍(lán)”處理？ 5．暫時(shí)不使用的刀具等金屬器件要擦干并涂上油或是凡士林，為什么？ 6．用不銹鋼代替碳鋼制作鐵器件有什么好處？ 這是我們這節(jié)課學(xué)習(xí)的線索，需要我們帶著這些問題展開思考。 【復(fù)習(xí)】電化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)，寫出兩極反應(yīng)方程式（析氫和吸氧）。 【思考】影響金屬腐蝕的因素有那些？（閱讀P56 最后一自然段） 【練習(xí)】影響金屬腐蝕的因素有＿＿和＿＿兩個(gè)，就金屬本身來說金屬越＿＿，金屬越易被腐蝕，金屬中含雜質(zhì)越＿＿，金屬越易被腐蝕；介質(zhì)對(duì)金屬腐蝕影響也很大，如果金屬在＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿，金屬越易被腐蝕。 【思考與交流】討論自行車不同構(gòu)件的防銹措施： 【學(xué)生】在鐵制品表面用電鍍的方法鍍上一層有防護(hù)能力的金屬，可以防止鐵的腐蝕。自行車鋼圈上的鉻就是用電鍍的方法鍍上去的。 自行車的輻條電鍍的是金屬鋅。 【思考】海水中的金屬為何容易被腐蝕？（提示：電解質(zhì)溶液） 【討論】要想減少或避免電化學(xué)腐蝕，我們應(yīng)該采取什么措施？ ①對(duì)金屬做必要的精煉，以減少其中能導(dǎo)電的不活潑雜質(zhì)。 ②對(duì)機(jī)器、儀表及時(shí)保養(yǎng)，減少金屬與腐蝕性氣體、電解質(zhì)溶液、潮濕氣體的接觸。 ③根據(jù)用途不同采取不同的方法使金屬與造成發(fā)生的介質(zhì)隔離，如涂油脂、噴漆、鍍層、表面鈍化等。 ④選用適宜的金屬或非金屬制成耐腐蝕的合金，如煉制不銹鋼、耐酸鋼等。 ⑤采用電化學(xué)防護(hù)方法，如在鋼鐵的船體上焊接上較活潑的金屬鋅。 【投影】常見金屬防腐蝕方法： 【板書】1、物理方法 【講述】以上投影中方法都是物理方法。剛才同學(xué)們回答時(shí)已提到電化學(xué)防護(hù)方法。 【投影】2、電化學(xué)防護(hù)方法 【閱讀】P90“檢索咨詢”欄目—犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù) 【講述】金屬腐蝕本質(zhì)就是金屬失電子而被氧化的過程。金屬越活潑，金屬越易被腐蝕。因此在金屬鐵上連接一塊比它更活潑的金屬，發(fā)生原電池反應(yīng)時(shí)，失電子的為活潑的金屬，而鐵被保護(hù)。這種方法常用于保護(hù)水中的鋼樁和海輪外殼等。例如水中鋼鐵閘門的保護(hù)，通常在輪船的外殼水線以下處或在靠近螺旋漿的舵上焊上若干塊鋅塊，來防止船殼等的腐蝕。 【補(bǔ)充資料】外加電流的保護(hù)法：將被保護(hù)的金屬和電源的負(fù)極連接，另選一塊能導(dǎo)電的惰性材料接電源正極。通電后，使金屬表面產(chǎn)生負(fù)電荷（電子）的聚積，因而抑制了金屬失電子而達(dá)到保護(hù)目的。此法主要用于防止在土壤、海水及河水中的金屬設(shè)備受到腐蝕。 【閱讀】P90“問題解決”欄目 1、鍍層損壞時(shí)，用白鐵皮做的器件比馬口鐵做的器件耐腐蝕的原因是什么？ 2、什么是“烤藍(lán)”？常用的發(fā)藍(lán)液是什么？為什么刀片要經(jīng)過“烤藍(lán)”處理？ 【探究活動(dòng)1】 決策——采用哪種防銹方法 1、鍍鋁后涂漆2、鍍鋅后涂漆 3、鍍鎘后涂漆4、鍍鉻5、鍍錫6、噴砂清理后涂漆 7、一般清理后涂漆 8、在銹上涂漆 上圖對(duì)不同防銹方法的效果進(jìn)行了比較，同時(shí)也粗略給出了這些方法的成本 【問題】采用哪種方法來保護(hù)鐵不生銹，仔細(xì)考慮成本與效果。 （1）房子上的鑄鐵檐槽（2）海邊碼頭上的鋼軌（3）鐵的徽章（4）放電熨斗的支架（5）鋼刀片（6）鐵鑰匙（7）兒童游戲場(chǎng)中秋千的鋼架 1至7中，要求針對(duì)所給出的不同情況，去決定應(yīng)分別采用哪種防銹方法。這項(xiàng)工作最好在小組中進(jìn)行。有一些做決定時(shí)應(yīng)考慮的因素： 物品需要保存多長(zhǎng)時(shí)間?很明顯，如果物品只需保存很短的時(shí)間，就沒有必要去考慮給它一個(gè)長(zhǎng)久的保護(hù)。 物品將用在哪里?如果物品主要用于室外，它就需要較好地進(jìn)行保護(hù)。 物品是干什么用的?物品用途不同，保護(hù)方法也不同。例如，物品要接受高溫，就不能用油漆進(jìn)行保護(hù)。 物品外觀重要嗎?某些保護(hù)方法也是為了裝飾外觀用的。例如，鍍鉻。 【閱讀】P90表3-4金屬防腐方法的比較 方法 防腐效果 價(jià)格 鍍塑 差 便宜 涂油漆 一般 便宜 鍍錫 好 中等 鍍鉻 好 昂貴 鍍鋅 很好 中等 使用不銹鋼 很好 昂貴 鐵器件烤藍(lán) 好 中等 【閱讀】P91“生活向?qū)А?-------合理選擇防腐方法 【探究活動(dòng)2】決策——怎樣保護(hù)通向?qū)W校的小橋 假設(shè)你為地方政府的架橋部門工作，你要在一條河上修一座供人行走的小橋，有了這座橋，孩子們就可以從住宅區(qū)通過小河到學(xué)校上學(xué)了。這座橋要用鐵建造，你要決定采用什么樣的保護(hù)方法來防止它生銹．這座橋需要保存16年，因?yàn)?6年后學(xué)校就要搬到另一個(gè)新的地方。 有四種防銹措施供選擇： 選擇1 不防銹，不采取防銹措施的橋，10年后必須進(jìn)行更換，否則會(huì)由于銹蝕而發(fā)生危險(xiǎn)。 選擇2 在對(duì)橋進(jìn)行一般性清理后，涂上油漆．這種保護(hù)措施需要每3年重新進(jìn)行一次。 選擇3 用噴砂清理法對(duì)橋清理后，涂上油漆。這種保護(hù)措施需要每6年重新進(jìn)行一次。 選擇4 將橋噴砂清理后，鍍上鋅再涂上漆。這種保護(hù)措施能使橋保存18年。 下面給出了以上四種選擇的成本。 表：四種選擇的成本 選擇1 選擇2 選擇3 選擇4 原料成本 480000元 480000元 480000元 480000元 安裝成本 60000元 60000元 60000元 60000元 防銹成本 1．表面清理 2．表面覆蓋 無 7200元 36000元 24000元 36000元 24000元 60000元 橋廢棄后的價(jià)值 9600元 9600元 9600元 9600元 【問題】（1）計(jì)算每個(gè)選擇從橋建造開始，16年所花的費(fèi)用（包括建造費(fèi)和維修保護(hù)費(fèi)）（2）采用哪個(gè)選擇？ 【討論】1．只有鋼鐵才能生銹，很多其他的金屬，如鋁和銅，幾乎完全不發(fā)生銹蝕．可是為什么我們用鋼鐵比用其他金屬多呢? 2．假如有人發(fā)明了一種又便宜、又簡(jiǎn)單的方法，使銹永遠(yuǎn)不可能發(fā)生．顯然這一發(fā) 明會(huì)帶來很大的益處，你認(rèn)為它也可能帶來壞處嗎? 3．汽車排氣系統(tǒng)受銹的影響很嚴(yán)重。一輛車，由普通鋼制造的排氣系統(tǒng)價(jià)值960元，由于生銹的原因，它使用大約2年就需要更換。對(duì)同一輛車，如果買一個(gè)由不銹鋼制造的排氣系統(tǒng)，受銹的影響就會(huì)減少，并且可以使用6年，不銹鋼排氣系統(tǒng)價(jià)值1900元。 從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，是普通鋼排氣系統(tǒng)便宜，還是不銹鋼排氣系統(tǒng)便宜?解釋你的回答。 4．在英國(guó)才有不到10％的汽車擁有者購(gòu)買不銹鋼排氣系統(tǒng)。請(qǐng)你評(píng)論一下這個(gè)事實(shí)。 【本課小結(jié)】略 【作業(yè)】P91第1、2（2）題 【課堂練習(xí)】 1．解釋下列現(xiàn)象并寫出有關(guān)原電池的電極反應(yīng)： （1）馬口鐵（鍍Sn鐵皮）做的罐頭，打開后為什么極易生銹？ （2）自來水管（鍍Zn鐵管）和白鐵皮做的提桶，為什么不易生銹？ （3）輪船船殼的水線以下部分，為什么要裝上一定數(shù)量Zn塊？ 2．橋梁上鋼結(jié)構(gòu)接頭處須用鉚釘連結(jié)，以下三種鉚釘，選用何種為好？ （1）鋁鉚釘 （2）銅鉚釘 （3）鋼鉚釘 3．下列各燒杯中盛有海水，依次插入： （1）Fe片；（2）Cu、Fe導(dǎo)線相連；（3）Sn、Fe導(dǎo)線相連；（4）Zn、Fe導(dǎo)線相連；（5）Al、Fe導(dǎo)線相連；鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢的順序是：＿＿＿＿＿＿＿。 參考答案：1、略2、（3）3、（2）＞（3）＞（1）＞（4）＞（5）