2019-2020年高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)教案（2） 新人教版選修4.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)教案（2） 新人教版選修4 教 學(xué) 過 程 設(shè) 計(jì) 備 注 [講述] 金屬制品，尤其是鋼鐵制品，在潮濕的空氣中，很容易生銹。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。因此，了解 金屬腐蝕的原因和防止金屬腐蝕的方法具有很重要的意義。 [板書] 第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) [閱讀] 引導(dǎo)學(xué)生閱讀P84內(nèi)容。 [問題] 1. 什么是金屬腐蝕？其本質(zhì)是什么? 2. 金屬腐蝕有哪些種類？ 3. 什么是電化學(xué)腐蝕？ [歸納整理] 一、金屬的電化學(xué)腐蝕 1. 金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。 ①金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子 金屬陽離子 M – ne- → Mn+（氧化反應(yīng)） ②金屬腐蝕的類型：化學(xué)腐蝕——直接反應(yīng) 電化學(xué)腐蝕——原電池反應(yīng) 2. 電化學(xué)腐蝕 [實(shí)驗(yàn)探究] 將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖具支試管中，觀察導(dǎo)管中水柱變化，并思考引起變化的原因？ ⑴ 吸氧腐蝕：中性或酸性很弱條件下 負(fù)極：2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正極：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 電池反應(yīng)：2Fe+ O2 +2 H2O =2Fe(OH)2 進(jìn)一步反應(yīng)：4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x) H2O ⑵ 析氫腐蝕：當(dāng)鋼鐵處于酸性環(huán)境中 負(fù)極：Fe - 2e- = Fe2+ 正極：2H+ + 2e- =H2↑ 電池反應(yīng)：Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑ 析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕。 化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕比較: 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕 條件 現(xiàn)象 本質(zhì) 影響因素 聯(lián)系 [討論與交流] 下列各情況下，其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是（5）（2）（1）（3）（4） 結(jié)論：原電池正極、電解池陰極受到保護(hù)。 外接電源的陰極保護(hù)法＞犧牲陽極的陰極保護(hù)法＞有一般防腐條件保護(hù)＞無防腐條件 結(jié)論 在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下： 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 例1：下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是（4）（2）（1）（3） 二、金屬的電化學(xué)防護(hù) 1.犧牲陽極的陰極保護(hù)法 原理 ：形成原電池時(shí)，讓被保護(hù)金屬作正極(陰極)，不反應(yīng)受到保護(hù)；而活潑金屬作負(fù)極(陽極)，反應(yīng)受到腐蝕。 [科學(xué)探究] 驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法 2.外加電流的陰極保護(hù)法 原理 ：將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。 輔助陽極（不溶性） [歸納與整理] 金屬防護(hù)的幾種重要方法: ①在金屬表面覆蓋保護(hù)層。 ②改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，制成合金。 ③電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護(hù)。 [課堂練習(xí)] 1、 如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察： ⑴ 若液面上升，則溶液呈 性，發(fā)生 腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極： 正極： ⑵ 若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生 腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極： 正極： 2、xx年5月，保利集團(tuán)在香港拍賣會(huì)上花費(fèi)3000多萬港幣購回在火燒圓明園時(shí)流失的國寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]這三件1760年銅鑄的國寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對(duì)起原因的分析，最可能的是( D ) A、它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金； B、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去； C、銅的金屬活動(dòng)性比氫小，因此不宜被氧化； D、它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金； 3、下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是（ C ） A. 甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲 上有H2氣放出； B. 在氧化–還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多； C. 將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極； D. 同價(jià)態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)； 4、有M、N兩種金屬，分別與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生H2速率 相近，試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較M、N兩種金屬的活潑性。 [布置作業(yè)] 完成學(xué)案 【板書設(shè)計(jì)】 第四章 第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 一、金屬的電化學(xué)腐蝕 1. 金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。 ①金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子 金屬陽離子 M – ne- → Mn+（氧化反應(yīng)） ②金屬腐蝕的類型：化學(xué)腐蝕——直接反應(yīng) 電化學(xué)腐蝕——原電池反應(yīng) 2. 電化學(xué)腐蝕(析氫腐蝕和吸氧腐蝕) ⑴ 吸氧腐蝕：中性或酸性很弱條件下 負(fù)極：2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正極：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 電池反應(yīng)：2Fe+ O2 +2 H2O =2Fe(OH)2 ⑵ 析氫腐蝕：當(dāng)鋼鐵處于酸性環(huán)境中 負(fù)極：Fe - 2e- = Fe2+ 正極：2H+ + 2e- =H2↑ 電池反應(yīng)：Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑ 二、金屬的電化學(xué)防護(hù) 1. 犧牲陽極的陰極保護(hù)法 2. 外加電流的陰極保護(hù)法 3. 金屬防護(hù)的幾種重要方法 ①在金屬表面覆蓋保護(hù)層。 ②改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，制成合金。 ③電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護(hù)。