《4.4金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)》學(xué)習(xí)任務(wù)單

《4.4金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)》學(xué)習(xí)任務(wù)單班級(jí)：姓名：小組：層次代號(hào)：教師評(píng)價(jià)：【課程標(biāo)準(zhǔn)與考試要求】金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)是高中化學(xué)中非常重要的內(nèi)容。要求學(xué)生了解金屬腐蝕的危害，理解金屬電化學(xué)腐蝕的原理，掌握金屬防護(hù)的常用方法。在考試中，會(huì)考查電化學(xué)腐蝕的電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)、金屬防護(hù)方法的原理等知識(shí)點(diǎn)?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】1、知識(shí)與技能能準(zhǔn)確說(shuō)出金屬腐蝕的概念和分類?？梢栽敿?xì)解釋金屬電化學(xué)腐蝕（析氫腐蝕和吸氧腐蝕）的原理，包括寫(xiě)出相應(yīng)的電極反應(yīng)式。熟練掌握至少三種金屬防護(hù)的方法及其原理。2、過(guò)程與方法通過(guò)觀察生活中的金屬腐蝕現(xiàn)象，學(xué)會(huì)分析問(wèn)題、提出假設(shè)并驗(yàn)證假設(shè)的科學(xué)探究方法。能夠?qū)Ρ炔煌饘俜雷o(hù)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提高綜合分析問(wèn)題的能力。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀體會(huì)化學(xué)知識(shí)在生活中的廣泛應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。認(rèn)識(shí)到金屬腐蝕對(duì)資源和環(huán)境的危害，培養(yǎng)節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的意識(shí)?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】1、金屬電化學(xué)腐蝕的原理（析氫腐蝕和吸氧腐蝕）。2、金屬防護(hù)的常用方法及其原理?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】1、理解吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)。2、根據(jù)不同的金屬使用環(huán)境選擇合適的防護(hù)方法。【知識(shí)鏈接】1、電化學(xué)基礎(chǔ)我們之前學(xué)過(guò)原電池的原理，原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。在原電池中，有正極和負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)。例如，銅鋅原電池，鋅比銅活潑，鋅作負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)：Zn2e?＝Zn2?（氧化反應(yīng)）；銅作正極，溶液中的氫離子在正極得到電子發(fā)生反應(yīng)：2H?＋2e?＝H?↑（還原反應(yīng)）。2、金屬活動(dòng)性順序金屬活動(dòng)性順序?yàn)椋衡涒}鈉鎂鋁鋅鐵錫鉛（氫）銅汞銀鉑金。在這個(gè)順序中，排在前面的金屬比排在后面的金屬活潑，活潑金屬容易失去電子?！咀灾鲗W(xué)習(xí)案】1、金屬腐蝕現(xiàn)象大搜索任務(wù)：在你周圍的環(huán)境中（家里、學(xué)校、小區(qū)等）尋找金屬腐蝕的現(xiàn)象，拍照或者簡(jiǎn)單畫(huà)圖記錄下來(lái)，至少找到三個(gè)例子。思考：這些金屬腐蝕的部位、腐蝕的程度有什么不同？可能是什么原因造成的呢？2、金屬腐蝕概念學(xué)習(xí)閱讀課本關(guān)于金屬腐蝕的定義，然后用自己的話解釋什么是金屬腐蝕。小測(cè)試：判斷下列情況是否屬于金屬腐蝕。鐵在潮濕的空氣中生銹。（是/否）鋁在空氣中表面形成一層致密的氧化鋁薄膜。（是/否）銅器表面因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間接觸某些化學(xué)物質(zhì)而變色。（是/否）3、金屬腐蝕分類探究按照課本的分類方法，將金屬腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。你能根據(jù)自己之前找到的金屬腐蝕現(xiàn)象的例子，判斷哪些是化學(xué)腐蝕，哪些是電化學(xué)腐蝕嗎？總結(jié)化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的區(qū)別，至少寫(xiě)出三點(diǎn)不同。【自學(xué)反思】我的收獲：我的疑問(wèn)：【互動(dòng)探究案】1、析氫腐蝕的秘密故事分享：我有一個(gè)朋友，他有一輛很舊的自行車。有一次，他把自行車放在一個(gè)潮濕的地下室里，過(guò)了一段時(shí)間，他發(fā)現(xiàn)自行車的某些部位生銹了，而且在生銹的地方好像還有一些小氣泡。這可能就是析氫腐蝕在作怪哦。那析氫腐蝕到底是怎么發(fā)生的呢？小組討論：根據(jù)原電池原理，假設(shè)鋼鐵（主要成分是鐵和碳）在酸性較強(qiáng)的環(huán)境下發(fā)生析氫腐蝕，試著寫(xiě)出它的電極反應(yīng)式。全班交流：每個(gè)小組派代表分享自己小組寫(xiě)的電極反應(yīng)式，并解釋為什么這么寫(xiě)。2、吸氧腐蝕的真相觀察與思考：我們經(jīng)?？吹借F在潮濕的空氣中生銹，這其實(shí)是吸氧腐蝕。大家想一想，鐵在潮濕空氣中生銹的過(guò)程中，氧氣起到了什么作用呢？模擬實(shí)驗(yàn)：我們可以用一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)器材模擬鐵的吸氧腐蝕過(guò)程。例如，用一根鐵釘、一塊碳棒、飽和食鹽水浸濕的棉花等制作一個(gè)簡(jiǎn)易的裝置。觀察這個(gè)裝置中發(fā)生的現(xiàn)象，并嘗試寫(xiě)出吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式。難點(diǎn)突破：吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式比較復(fù)雜，尤其是正極的反應(yīng)式。大家一起討論一下，如何理解和記憶這個(gè)反應(yīng)式呢？3、金屬防護(hù)方法大比拼頭腦風(fēng)暴：我們已經(jīng)知道金屬容易腐蝕，那我們可以用哪些方法來(lái)保護(hù)金屬呢？每個(gè)小組先進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，盡可能多地想出金屬防護(hù)的方法。方案設(shè)計(jì)：假設(shè)你要保護(hù)一座鐵橋，你會(huì)選擇哪種（或哪幾種）金屬防護(hù)方法呢？請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明你的設(shè)計(jì)方案，包括選擇這種方法的原因、實(shí)施步驟等。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)分析：每個(gè)小組選擇一種金屬防護(hù)方法，分析它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并與其他小組分享?！拘〗Y(jié)】1、回顧金屬腐蝕的概念、分類（化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕）。2、重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)析氫腐蝕和吸氧腐蝕的原理（電極反應(yīng)式）。3、總結(jié)金屬防護(hù)的常用方法（如涂漆、電鍍、犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法等）及其原理?！眷柟逃?xùn)練案】1、寫(xiě)出下列金屬腐蝕過(guò)程中的電極反應(yīng)式。鋼鐵在弱酸性環(huán)境下發(fā)生析氫腐蝕。鋼鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕。2、下列關(guān)于金屬腐蝕的說(shuō)法正確的是（）A.金屬在潮濕空氣中腐蝕的實(shí)質(zhì)是：M＋nH?O＝M(OH)?+n/2H?↑B.金屬的化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)是Mne?＝M??，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑C.金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行D.在潮濕的中性環(huán)境中，金屬的電化學(xué)腐蝕主要是析氫腐蝕3、為了防止鋼鐵制品生銹，可采取的措施是（）A.涂油漆B.鍍上一層其他金屬C.把鋼鐵制品放在干燥的地方D.加入鉻、鎳等制成不銹鋼4、解釋為什么海邊的鐵制品比內(nèi)陸的鐵制品更容易生銹？【學(xué)習(xí)反思】我的收獲：我的疑問(wèn)：【自主學(xué)習(xí)案】1、金屬腐蝕現(xiàn)象大搜索答案示例：家里的鐵鍋，鍋底有一些銹斑，主要是在鍋底與爐灶接觸的邊緣部分，可能是因?yàn)槌床撕笄逑床粡氐?，有水分殘留，而且在加熱過(guò)程中，鐵鍋與爐灶的接觸部分溫度較高，加速了腐蝕。學(xué)校操場(chǎng)的鐵欄桿，有些地方生銹嚴(yán)重，尤其是靠近地面的部分?？赡苁且?yàn)榻?jīng)常被雨水浸泡，而且地面的濕度較大，同時(shí)可能還有一些泥土中的化學(xué)成分加速了腐蝕。小區(qū)的自行車停車棚里，一些舊自行車的鏈條生銹了，鏈條是經(jīng)常暴露在空氣中的，并且在騎行過(guò)程中會(huì)接觸到汗水等物質(zhì)，這些物質(zhì)可能含有電解質(zhì)，促進(jìn)了電化學(xué)腐蝕。2、金屬腐蝕概念學(xué)習(xí)答案：金屬腐蝕是指金屬與周圍的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。小測(cè)試答案：是否（這是鋁的鈍化現(xiàn)象，是一種自我保護(hù)，不屬于腐蝕）是3、金屬腐蝕分類探究答案示例：化學(xué)腐蝕：例如，鐵在高溫下與氧氣直接反應(yīng)生成氧化鐵，這個(gè)過(guò)程沒(méi)有形成原電池，是化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕：如前面提到的鐵鍋生銹、自行車鏈條生銹等，因?yàn)橛须娊赓|(zhì)溶液（如水中的雜質(zhì)等）存在，形成了原電池，是電化學(xué)腐蝕。化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的區(qū)別：化學(xué)腐蝕是金屬與氧化劑直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，電化學(xué)腐蝕是通過(guò)形成原電池發(fā)生反應(yīng)。化學(xué)腐蝕沒(méi)有電流產(chǎn)生，電化學(xué)腐蝕有微弱電流產(chǎn)生?；瘜W(xué)腐蝕反應(yīng)比較簡(jiǎn)單，電化學(xué)腐蝕反應(yīng)相對(duì)復(fù)雜，涉及電極反應(yīng)等?！净?dòng)探究案】1、析氫腐蝕的秘密電極反應(yīng)式：負(fù)極：Fe2e?＝Fe2?正極：2H?＋2e?＝H?↑2、吸氧腐蝕的真相氧氣起到了氧化劑的作用，在正極得到電子。模擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鐵釘生銹，碳棒周圍可能有一些微小的變化（具體可能與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)）。電極反應(yīng)式：負(fù)極：Fe2e?＝Fe2?正極：O?＋2H?O＋4e?＝4OH?對(duì)于正極反應(yīng)式的理解：可以從氧氣得到電子后與水反應(yīng)生成氫氧根離子的角度去理解。記憶的時(shí)候可以多寫(xiě)幾遍，并且結(jié)合整個(gè)吸氧腐蝕的過(guò)程去記憶。3、金屬防護(hù)方法大比拼金屬防護(hù)方法有涂漆、電鍍、犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法、外加電流的陰極保護(hù)法、制成合金等。保護(hù)鐵橋方案示例：選擇涂漆和犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。原因：涂漆可以隔絕空氣和水，阻止鐵與氧氣和水接觸，起到初步的防護(hù)作用。犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法可以在油漆被破壞的情況下，繼續(xù)保護(hù)鐵橋。實(shí)施步驟：先對(duì)鐵橋表面進(jìn)行清理，去除鐵銹等雜質(zhì)，然后均勻地涂上油漆。在鐵橋的合適位置安裝比鐵活潑的金屬（如鋅塊）作為犧牲陽(yáng)極。例如對(duì)于涂漆的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：成本低，操作簡(jiǎn)單，可以大面積防護(hù)。缺點(diǎn)：油漆容易脫落，需要定期重新涂漆?！眷柟逃?xùn)練案】1、析氫腐蝕：負(fù)極：Fe2e?＝Fe2?正極：2H?＋2e?＝H?↑吸氧腐蝕：負(fù)極：Fe2e?＝Fe2?正極：O?＋2H?O＋4e?＝4OH?2、答案：B解析：A選項(xiàng)，金屬在潮濕空氣中腐蝕的實(shí)質(zhì)是金屬失電子被氧化的過(guò)程，不是簡(jiǎn)單的與水反應(yīng)生成氫氣和氫氧化物；C選項(xiàng)，金屬的化學(xué)腐蝕不一定在酸性條件下進(jìn)行，在高溫等其他條件下也可能發(fā)生；D選項(xiàng)，在潮濕的中性環(huán)境中，金屬的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕。3、答案：ABCD解析：A選項(xiàng)涂油漆可以隔絕空氣和水，防止生