人教版化學選修一《金屬腐蝕和防護》第一課時

1、 第二節(jié)金屬的腐蝕和防護 第一課時教學目標教學目標 1能描述金屬腐蝕的化學原理，知道金屬防護的常用方法，認識防止金屬腐蝕的重要意義。 2進一步學會對比、比較認識事物的科學方法和假設驗證探究的思維方式，辯證的認識外因條件對化學變化的影響；3參與試驗探究觀察鐵生銹的過程，體會動手試驗自己獲得鐵的性質的知識的成功愉悅，保持學習的興趣；教學重點：教學重點：電化腐蝕的原因教學難點：教學難點：析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應方程式教學方法：教學方法：實驗探究、師生共議、歸納總結。鐵銹斑斑鐵銹斑斑鐵銹的成分鐵銹的成分FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O鐵管生銹了鐵管生銹了鐵銹的成分鐵銹的成分FeFe2

2、 2O O3 3XHXH2 2O O四川省宜賓市城區(qū)的南門大橋四川省宜賓市城區(qū)的南門大橋鋼鐵鋼鐵生銹生銹造成大橋造成大橋斷裂斷裂！斷裂斷裂銅器表面生成一層薄薄的銅綠銅器表面生成一層薄薄的銅綠銅綠的主要銅綠的主要成分是成分是Cu2(OH)2CO3金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程。金屬腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕一、金屬的腐蝕一、金屬的腐蝕定義：本質：金屬失去電子被氧化。 金屬跟接觸到的物質（如O2、CI2、SO2等）直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。1 1、化學腐蝕、化學腐蝕（2）原理：（1）定義：（3）影響因素：金屬跟氧化劑直接發(fā)生氧化還原反應。金屬越活潑，越易被腐蝕；金屬

3、所處的環(huán)境溫度越高，腐蝕速率越快；氧化劑濃度越大，腐蝕速率越快。家用燃氣灶家用燃氣灶放在南極已差不多放在南極已差不多9090年食品罐頭年食品罐頭 一般情況下，溫度的升高會加快化學反應速一般情況下，溫度的升高會加快化學反應速率。因此，溫度對化學腐蝕的影響較明顯。率。因此，溫度對化學腐蝕的影響較明顯。2 2、電化學腐蝕、電化學腐蝕 不純不純的金屬（或合金）跟電解質的金屬（或合金）跟電解質溶液接觸時，會溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應發(fā)生原電池反應，比，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做種腐蝕叫做電化學腐蝕電化學腐蝕。一、原電池：一、原電池： 把化學能轉化為電能

4、的裝置把化學能轉化為電能的裝置二、原電池原理二、原電池原理原電池原電池負極（較活潑金屬）負極（較活潑金屬）正極（較不活潑金屬或非金屬導體）正極（較不活潑金屬或非金屬導體）三、判斷原電池正、負極的方法三、判斷原電池正、負極的方法 較活潑的金屬發(fā)生氧化反應，電子從較活較活潑的金屬發(fā)生氧化反應，電子從較活潑的金屬（負極）通過導線流向較不活潑的金潑的金屬（負極）通過導線流向較不活潑的金屬（正極）屬（正極）1、由組成原電池的兩極材料判斷；、由組成原電池的兩極材料判斷；2、根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷；、根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷；3、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷；、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷

5、；4、電極反應現(xiàn)象、電極反應現(xiàn)象復習回憶復習回憶四、構成原電池的條件四、構成原電池的條件:1、自發(fā)進行的氧化還原反應、自發(fā)進行的氧化還原反應2、有兩種活動性不同的金屬（或一種是非、有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬導體如碳棒）做電極。金屬導體如碳棒）做電極。（一般負極與電解質發(fā)生氧化還原反應）（一般負極與電解質發(fā)生氧化還原反應）3、兩極材料均插入電解質溶液中、兩極材料均插入電解質溶液中。 4、兩極相連形成閉合回路。、兩極相連形成閉合回路。科學探究科學探究 現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘，試管、植物油、現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘，試管、植物油、NaClNaCl溶液、溶液、CHCH3 3COOHCOOH溶液和煮沸

6、后迅速冷卻溶液和煮沸后迅速冷卻的蒸餾水，你也可以選用其他物品，設計實的蒸餾水，你也可以選用其他物品，設計實驗探究鐵釘銹蝕需要哪些條件，以及在什么驗探究鐵釘銹蝕需要哪些條件，以及在什么條件下銹蝕速率快。條件下銹蝕速率快。不同條件下鐵釘?shù)母g不同條件下鐵釘?shù)母g實實驗驗方方案案CHCH3 3COOHCOOH溶溶液液煮沸后迅速煮沸后迅速冷卻的蒸餾冷卻的蒸餾水水NaClNaCl溶液溶液煮沸后迅速煮沸后迅速冷卻的蒸餾冷卻的蒸餾水水植物油植物油記記錄錄結結論論有氣泡產(chǎn)有氣泡產(chǎn)生，反應生，反應速率快速率快相當長時相當長時間鐵釘未間鐵釘未被腐蝕被腐蝕鐵釘被腐鐵釘被腐蝕最快蝕最快由于無由于無O O2 2，較長時

7、間較長時間鐵釘未被鐵釘未被腐蝕腐蝕鐵釘漸鐵釘漸漸生銹漸生銹鐵釘被鐵釘被腐蝕腐蝕無現(xiàn)象無現(xiàn)象由于無由于無O O2 2，鐵釘未被鐵釘未被腐蝕腐蝕無現(xiàn)象無現(xiàn)象由于無由于無O O2 2、H H2 2O O鐵釘不能鐵釘不能被腐蝕被腐蝕植植物物油油小結： 鐵釘遇到強酸或有O2、H2O存在的情況下，鐵均可被腐蝕，遇到電解質時，一般腐蝕速率更快。 鋼鐵在干燥的空氣里長時間不易被腐蝕鋼鐵在干燥的空氣里長時間不易被腐蝕, ,但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕, ,這是什么原這是什么原因呢因呢? ? 在潮濕的空氣里在潮濕的空氣里, ,鋼鐵表面吸附了一層薄鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水能電離出

8、少量的薄的水膜。水能電離出少量的H H + +和和OH OH - -, ,同時同時由于空氣中由于空氣中COCO2 2的溶解的溶解, ,使水里的使水里的H H + + 增多：增多： H2O + CO2 H2CO3 H + + HCO3 - 這樣在這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質溶液的鋼鐵表面形成了一層電解質溶液的薄膜薄膜, ,它跟鋼鐵里的鐵和少量的它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構成無數(shù)微碳構成無數(shù)微小的原電池小的原電池。其中鐵作負極其中鐵作負極,碳作正極。碳作正極。OH -Fe2+FeCH2Fe2+O2FeCe e-e e-e e-e e-e e-e e- 在負極，鐵失去電子而被氧化成在負極，鐵失去電子

9、而被氧化成Fe2+： Fe 2e-=Fe 2+ 在正極，有兩種情況：在正極，有兩種情況： 吸氧腐蝕：吸氧腐蝕： 2H2O + O2 + 4e- = 4OH 析氫腐蝕：析氫腐蝕： 2H +2e - = H2吸氧腐蝕與析氫腐蝕（以鋼鐵為例）類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件正極反應(C)負極反應(Fe)其他反應水膜呈弱酸性或中性O2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+水膜呈酸性2H+2e-=H2Fe-2e-=Fe2+Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2 +2H2O+ O2= 4Fe(OH)34Fe(OH)3失去部分水轉化為鐵銹 化學腐蝕和電化學腐蝕都是鐵化學腐蝕和電化學腐蝕都是鐵等

10、等金屬原子失去電子金屬原子失去電子變成陽離子的變成陽離子的過程。也就是說過程。也就是說, ,金屬在腐蝕過程中金屬在腐蝕過程中, ,發(fā)生了發(fā)生了氧化還原反應氧化還原反應。小結：金屬腐蝕的本質小結：金屬腐蝕的本質 案例分析：燒過菜的鐵鍋如果未及時案例分析：燒過菜的鐵鍋如果未及時洗凈（殘液中含洗凈（殘液中含 NaClNaCl），第二天便出現(xiàn)紅），第二天便出現(xiàn)紅棕色銹斑（主要成分為棕色銹斑（主要成分為Fe Fe 2 2 O O 3 3nHnH2 2O O）。請）。請問這種腐蝕是化學腐蝕還是電化學腐蝕問這種腐蝕是化學腐蝕還是電化學腐蝕? ?為什為什么么? ?解析：屬于電化學腐蝕。解析：屬于電化學腐蝕。

11、因為鐵鍋是由生鐵做成的因為鐵鍋是由生鐵做成的, ,鐵鍋生鐵鍋生銹是因為銹是因為Fe-C-NaClFe-C-NaCl形成原電池。鐵作形成原電池。鐵作負極，失去電子變成亞鐵離子，從而負極，失去電子變成亞鐵離子，從而被腐蝕。被腐蝕。1、鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，發(fā)生還原反應的電極反應式是（ ）A、 Fe 2e-=Fe 2+B、 2H + + 2e- =H2 C、 4OH - - 4e-= 2H2O + O2 D、 2H2O + O2 + 4e- = 4OH - D D2、如圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是（ ）A、B、C、FeFeFeFeFeFeSnSnZnZnA A 3、有a、

12、b、c、d四種金屬。將a與b連接起來，浸入電解質溶液中，b不易腐蝕。將a、d分別投入等濃度的鹽酸中，d比a反應強烈。將銅浸入b的鹽溶液里，無明顯變化。如果把銅浸入c的鹽溶液里，有金屬c析出。據(jù)此判斷它們的活動性順序由強到弱的為： ( ) Aa c d b Bd a b c Cd b a c Db a d cB B(1)(1)、若液面上升，則溶液呈、若液面上升，則溶液呈_性，發(fā)性，發(fā)生生_腐蝕腐蝕, ,電極反應式為：電極反應式為： 負極：負極：_,_,正極：正極：_ _ 4 4、如圖、如圖, , 水槽中試管內有一枚鐵釘，水槽中試管內有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：放置數(shù)天觀察：(2)(2)、若液面下降，則溶液呈、若液面下降，則溶液呈_性，性，發(fā)生發(fā)生_腐蝕，電極反應式為：腐蝕，電極反應式為： 負極：負極：_ _ 正極：正極：_弱酸性或中性弱酸性或中性吸氧吸氧2 2Fe - Fe - 4 4e e- -2 2FeFe2+2+O O2 2+2H+2H2 2O+4