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2019-2020年高一化學(xué)《 金屬的電化學(xué)腐蝕》教案 一、教材分析 在高中課程標(biāo)準(zhǔn)必修教科書化學(xué)2中，已經(jīng)介紹了化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)換，即原電池的相關(guān)知識(shí)。本節(jié)是在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生了解金屬的腐蝕原理和防護(hù)方法等。教材首先以彩色圖片介紹銹跡斑斑的鋼鐵，來引入金屬的腐蝕。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、教學(xué)目標(biāo) 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。 3、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。 4、了解常見的防止金屬腐蝕的方法，并能解釋其中的原因。 5、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。 6、使學(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)。 四、教學(xué)重點(diǎn)：電化學(xué)腐蝕的原因、防止金屬腐蝕的方法 教學(xué)難點(diǎn)：析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應(yīng)方程式。 五、教學(xué)過程 第一課時(shí)： [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？ [學(xué)生回答] 鐵會(huì)與空氣中的氧氣及水蒸汽等作用生成鐵銹。 [講述]鐵的腐蝕可分為多種情況：在高溫下鐵可能與空氣總的氧氣發(fā)生反應(yīng)；在酸性環(huán)境下，鐵會(huì)與酸發(fā)生反應(yīng)；在中性或堿性條件下，鐵會(huì)與空氣中的氧氣及水蒸氣發(fā)生反應(yīng)。 自主探究： [閱讀教材P23，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)腐蝕的本質(zhì)是什么？ 4、上面所講述的鐵的腐蝕情況中，哪些是化學(xué)腐蝕哪些是電化學(xué)腐蝕？ [板書]金屬的電化學(xué)腐蝕 1、 金屬的腐蝕 2、 金屬的化學(xué)腐蝕 3、 金屬的電化學(xué)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]4、金屬的化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕比較 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 [繼續(xù)探究] 進(jìn)行P24[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]5、吸氧腐蝕與析氫腐蝕的比較 實(shí)驗(yàn)編號 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) 電極反應(yīng)式 正極 O2+2H2O+4e-=4OH- 2H++2e-=H2↑[高考資源網(wǎng)KS5U.COM] 負(fù)極 Fe - 2e- = Fe2+ 電池總反應(yīng) 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 Fe+2H+=Fe2++H2 ↑ 溶液中反應(yīng) (鐵銹的生成) Fe2++2OH-= Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3nH2O+(3-n)H2O 出現(xiàn)的頻率 較高 較低 [交流與討論]P25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、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。 6、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。 六、板書設(shè)計(jì) 金屬的電化學(xué)腐蝕 1金屬的腐蝕 2金屬的化學(xué)腐蝕 3金屬的電化學(xué)腐蝕 4、金屬的化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕比較 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 5、吸氧腐蝕與析氫腐蝕的比較 實(shí)驗(yàn)編號 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) 電極反應(yīng)式 正極 O2+2H2O+4e-=4OH- 2H++2e-=H2↑ 負(fù)極 Fe - 2e- = Fe2+ 電池總反應(yīng) 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 Fe+2H+=Fe2++H2 ↑ 溶液中反應(yīng) (鐵銹的生成) Fe2++2OH-= Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3nH2O+(3-n)H2O 出現(xiàn)的頻率 較高 較低 6、金屬腐蝕快慢的判斷 七、課后練習(xí) 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 B類：4.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↑ C類：下列敘述不正確的是（ C ） A.金屬的電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普通 B.鋼鐵在干燥空氣里不易被腐蝕 C.用鋁質(zhì)鉚釘鉚接鐵板，鋁鉚釘易被腐蝕 D.原電池中電子由正極流入負(fù)極