金屬的腐蝕與防護(hù)教案

1、個性化教案金屬的腐蝕與防護(hù)適用學(xué)科化學(xué)適用年級高三適用區(qū)域 全國課時時長（分鐘）60min知識點1、原電池原理2、金屬腐蝕的原理3、金屬防護(hù)。教學(xué)目標(biāo)知識與技能：（1）結(jié)合所學(xué)原電池原理，聯(lián)系生活了解金屬腐蝕的原理。（2）能夠利用電化學(xué)知識進(jìn)行金屬防護(hù)。過程與方法：嘗試從學(xué)習(xí)和生活中發(fā)現(xiàn)化學(xué)問題，提出探究方案,與他人合作探討，提出解決問題的對策，并且組織規(guī)范的語言表達(dá)出來。情感態(tài)度價值觀：激發(fā)探究化學(xué)問題的興趣和動機(jī)，關(guān)注化學(xué)在生活中的實際應(yīng)用，做到學(xué)以致用，形成節(jié)約資源，循環(huán)利用資源的可持續(xù)發(fā)展觀念。教學(xué)重點金屬的電化學(xué)腐蝕及金屬的電化學(xué)防護(hù)教學(xué)難點金屬發(fā)生吸氧腐蝕的電化學(xué)原理教學(xué)過程一、復(fù)

2、習(xí)預(yù)習(xí)回顧原電池、電解池原理，通過多媒體展示進(jìn)行回顧，引出本節(jié)課內(nèi)容。二、知識講解本節(jié)是在學(xué)習(xí)了電解和電池的知識之后，結(jié)合實際問題對所學(xué)化學(xué)知識的應(yīng)用。金屬腐蝕是一個普遍存在的現(xiàn)象，但在學(xué)習(xí)電化學(xué)知識之前，學(xué)生對金屬腐蝕現(xiàn)象僅限于化學(xué)腐蝕，通過本節(jié)的學(xué)習(xí)能促進(jìn)學(xué)生對金屬腐蝕現(xiàn)象的進(jìn)一步認(rèn)識，金屬發(fā)生腐蝕更多的是電化學(xué)腐蝕，利用原電池的原理分析鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕，提高知識的理解和運用。再利用電化學(xué)知識對金屬進(jìn)行防護(hù)，是對所學(xué)電知識的綜合靈活的運用，學(xué)好本節(jié)將對前面所學(xué)的電解和原電池的知識起到鞏固和提高的作用?？键c/易錯點1從原電池的原理引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識鋼鐵的兩種腐蝕方式，同時進(jìn)一步增進(jìn)對原電池

3、原理的認(rèn)識總結(jié)：析氫腐蝕和吸氧腐蝕展示表格析氫腐蝕吸氧腐蝕發(fā)生條件酸性中性或堿性電極反應(yīng)2H+2e- = H2O2+2H2O+4e-=4OH反應(yīng)總式Fe+2HCl=FeCl2+H22Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2通過對比，認(rèn)識兩種腐蝕方式的區(qū)別和聯(lián)系每年高考原電池的考點，判斷哪類腐蝕是關(guān)鍵。在這里經(jīng)常容易搞混兩種腐蝕方式，應(yīng)注意區(qū)分?？键c/易錯點21、鑒于金屬發(fā)生腐蝕的原因，我們可以從哪些方面設(shè)想解決問題的思路？2、在生活和學(xué)習(xí)的過程中，你了解哪些防止金屬腐蝕的具體方法？結(jié)合課本圖片和投影，思考交流。(明確研究方向，學(xué)習(xí)解決問題的方法。)此知識點在高考中經(jīng)常出現(xiàn)選擇題，聯(lián)系生活實際

4、，符合出題方向。易錯點在于學(xué)生很難做出知識的遷移，聯(lián)系生活實際能力差。缺乏正確的解題思路，無法聯(lián)系方法和原理?？键c/易錯點3金屬的防護(hù) 1、在金屬表面覆蓋保護(hù)層。如： 涂油漆 2、改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成不銹鋼。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)。犧牲陽極的陰極保護(hù)法原理：形成原電池反應(yīng)時，讓被保護(hù)金屬作正極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬作負(fù)極受到腐蝕。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)。4、經(jīng)濃硝酸等強氧化劑處理或者運用電化學(xué)方法使金屬表面鈍化。教師解答普遍

5、性的問題，起到畫龍點睛的作用。此知識點為高考頻現(xiàn)的考點，要求學(xué)生掌握最基本的金屬防護(hù)方法，以及各種方法的原理。易錯點在于原電池、電解池聯(lián)系電化學(xué)腐蝕時出現(xiàn)混淆。易造成錯誤。三、例題精析【例題1】下列各種方法中能對金屬起到阻止或減緩腐蝕作用的措施是()金屬表面涂抹油漆改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)保持金屬表面清潔干燥在金屬表面進(jìn)行電鍍使金屬表面形成致密的氧化物薄膜A BC D全部【答案】D【解析】防止金屬腐蝕的常用方法有：a.改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；b.覆蓋保護(hù)層，如；c.電化學(xué)防護(hù)法，如可以防止在金屬表面形成原電池而發(fā)生腐蝕?！纠}2】 相同材質(zhì)的鐵在圖中的四種情況下不易被腐蝕的是()AB. C D.【答案】

6、C【解析】在A中，食醋提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，鐵勺和銅盆是相互接觸的兩個金屬極，形成原電池，鐵是活潑金屬作負(fù)極；在B中，食鹽水提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金，符合原電池形成的條件，鐵是活潑金屬作負(fù)極，碳作正極；在D中，酸雨提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，鐵鉚釘和銅板分別作負(fù)極、正極，形成原電池；在上述三種情況中，都是鐵作負(fù)極，鐵容易被腐蝕；在C中，銅鍍層將鐵球覆蓋、使鐵被保護(hù)，所以鐵不易被腐蝕。【例題3】下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法正確的是()A純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護(hù)作用C在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法

7、D可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕【答案】AC【解析】本題考查了金屬的腐蝕與防護(hù)。純銀器表面在空氣中易形成硫化銀而使銀器表面變黑，所以是化學(xué)腐蝕，A正確；鐵與錫構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極，加快了鐵的腐蝕，B錯；海輪外殼中的金屬與連接的鋅塊構(gòu)成原電池，鋅作負(fù)極，可以保護(hù)海輪，C正確；外加直流電源保護(hù)器件時，必須連接電源負(fù)極，D錯。四、課堂運用【基礎(chǔ)】1. 大雪后常使用融雪鹽來清除道路積雪。過去常用氯化鈉等無機(jī)鹽，降低冰雪的冰點，而現(xiàn)在往往用環(huán)保型有機(jī)鹽與緩蝕劑，但它們的融雪原理相同。下列敘述不正確的是()A環(huán)保型有機(jī)鹽與緩蝕劑的融雪原理為鹽溶于水后，使冰雪的冰點降低B使用環(huán)保型

8、融雪鹽可以減緩對路面和橋梁中鋼筋的腐蝕C使用環(huán)保型融雪鹽可以減少對植物的危害D使用環(huán)保融雪鹽主要是給植物補充養(yǎng)分【答案】DX k b 1 . c o m【解析】本題關(guān)鍵是弄清鋼鐵的電化學(xué)腐蝕原理，使用氯化鈉等無機(jī)鹽易形成電解質(zhì)溶液，加速了鋼鐵的腐蝕，而使用環(huán)保型有機(jī)鹽與緩蝕劑，不僅能夠起到融雪的效果，而且能夠減少鋼鐵的腐蝕。2. 鋼鐵的銹蝕過程中，下列五種變化可能發(fā)生的是()Fe由2價轉(zhuǎn)化為3價O2被還原H被還原有Fe2O3·xH2O生成雜質(zhì)碳被氧化除去A BC D【答案】C【解析】鋼鐵在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，依據(jù)介質(zhì)的不同可以發(fā)生兩類原電池反應(yīng)：(1)當(dāng)鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液的水膜酸性較

9、強時，鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕，其電極反應(yīng)式是正極2H2e=H2，負(fù)極Fe2e=Fe2；(2)當(dāng)鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液的水膜酸性較弱或呈中性時，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，導(dǎo)致鋼鐵表面生成鐵銹。同時在電解質(zhì)溶液中還發(fā)生了如下一系列的反應(yīng)：2FeO22H2O=2Fe(OH)2，4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3脫去一部分水生成Fe2O3·xH2O?！眷柟獭?. 鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕，發(fā)生的原電池反應(yīng)為2Fe2H2OO2=2Fe24OH。以下說法正確的是()A負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為Fe2e=Fe2B正極發(fā)生的反應(yīng)為2H2OO22e=4OHC原電池是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置D鋼柱在

10、水下部分比在空氣與水交界處更容易被腐蝕【答案】A【解析】本題考查了電化學(xué)腐蝕的知識。鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極：Fe2e=Fe2，正極：2H2OO24e=4OH，選項A正確。2. 炒過菜的鐵鍋未及時洗凈(殘液中有NaCl)，第二天便會被腐蝕而出現(xiàn)紅褐色鐵銹，試回答：(1)鐵鍋的腐蝕屬于_腐蝕，其原因是_。(2)鐵鍋銹蝕的電極反應(yīng)方程式為：負(fù)極：_，正極_。正、負(fù)極電極反應(yīng)的產(chǎn)物會繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式或化學(xué)方程式為_【答案】(1)吸氧腐蝕鐵鍋是鐵合金，其中含碳，鐵鍋中的鐵和碳就會和表面殘留的強電解質(zhì)NaCl的水溶液形成許多微小的原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕，并且NaCl溶液呈中性，所以發(fā)生的是電化

11、學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕(2)2Fe4e=2Fe22H2OO24e=4OH2FeO22H2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3、2Fe(OH)3(x3)H2O=Fe2O3·xH2O【解析】(1)鐵鍋的腐蝕屬于吸氧腐蝕；因為鐵鍋是鐵合金，其中含碳，鐵鍋中的鐵和碳就會和表面殘留的強電解質(zhì)NaCl的水溶液形成許多微小的原電池；并且NaCl溶液呈中性，所以發(fā)生吸氧腐蝕，是電化學(xué)腐蝕。(2)在鐵鍋中鐵比較活潑，做負(fù)極，電極反應(yīng)：2Fe4e=2Fe2；碳做正極，電極反應(yīng)：2H2OO24e=4OH；總反應(yīng)為2FeO22H2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2O22H2O

12、=4Fe(OH)3、2Fe(OH)3(x3)H2O=Fe2O3·xH2O?！景胃摺?. 把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液的混合溶液的玻璃皿中(如下圖所示)，經(jīng)一段時間后，首先觀察到溶液變紅的區(qū)域是()A和附近B和附近C和附近 D和附近【答案】B【解析】a是電解池，Zn為陰極，電極產(chǎn)物為H2和NaOH，b是原電池，Zn發(fā)生吸氧腐蝕，F(xiàn)e為正極，電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH。2. 鐵生銹是比較常見的現(xiàn)象，某實驗小組為研究鐵生銹的條件，設(shè)計了以下快速、易行的方法：首先檢查制氧氣裝置的氣密性，然后按連接好裝置，點燃酒精燈給藥品加熱，持續(xù)3分鐘左右，觀察到的實驗現(xiàn)象為：直形管中用

13、蒸餾水浸過的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗，發(fā)生銹蝕；直形管管中干燥的鐵絲表面依然光亮，沒有發(fā)生銹蝕；燒杯中潮濕的鐵絲依然光亮。試回答以下問題：(1)由于接觸的介質(zhì)不同，金屬腐蝕分成不同類型，本實驗中鐵生銹屬于_。能表示其原理的反應(yīng)方程式為_。(2)儀器A的名稱為_，其中裝的藥品可以是_，其作用是_。(3)由實驗可知，該類鐵生銹的條件為_。決定鐵生銹快慢的一個重要因素是_?！敬鸢浮?1)電化學(xué)腐蝕負(fù)極：2Fe4e=2Fe2，正極；2H2OO24e=4OH(2)球形干燥管堿石灰(或無水氯化鈣)干燥O2(3)與O2接觸、與水接觸氧氣濃度【解析】鋼鐵在潮濕環(huán)境下形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。此實驗在直形管中

14、的現(xiàn)象說明，潮濕是鐵生銹的必須前提，而沒有潮濕程序?qū)ιP快慢的影響，直形管實驗與燒杯實驗的對比，則說明O2濃度是影響生銹快慢的一個重要因素。課程小結(jié)本節(jié)要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)原電池原理，聯(lián)系生活了解金屬腐蝕的原理。并能夠利用電化學(xué)知識進(jìn)行金屬防護(hù)。本節(jié)利用電化學(xué)知識對金屬進(jìn)行防護(hù)是電化學(xué)知識的綜合應(yīng)用，措施的選擇和設(shè)計能促進(jìn)學(xué)生對電化學(xué)知識的深入理解，同時也會使學(xué)生在情感態(tài)度和價值觀方面體會化學(xué)的實用性，增加學(xué)習(xí)的興趣。本節(jié)的重要知識點有兩個:一是金屬的析氫腐蝕和吸氧腐蝕，二是犧牲陽極保護(hù)法和陰極電保護(hù)法，教學(xué)中先引導(dǎo)學(xué)生討論分析，然后利用列表形式進(jìn)行比較總結(jié)，使相似知識的異同一目了然，以收到較好的

15、教學(xué)效果。課后作業(yè)【基礎(chǔ)】1. X、Y、Z、M 代表四種金屬元素。金屬X 和Z 用導(dǎo)線連接放入稀硫酸中時，X 溶解，Z 極上有氫氣放出；若電解Y2+和Z2+共存的溶液時，Y 先析出；又知M2+的氧化性強于Y2+。則這四種金屬的活動性由強到弱的順序為AXZYM BXYZM CMZXY DXZMY【答案】A【解析】金屬X和Z用導(dǎo)線連接放入稀硫酸中時，X溶解，Z極上有氫氣放出，所以X是負(fù)極，Z是正極，所以金屬的活動性XZ，若電解Y2+和Z2+離子共存的溶液時，Y先析出，說明Y2+氧化性強于Z2+，所以金屬的活動性ZY，M2+離子的氧化性強于Y2+離子，所以金屬的活動性YM，綜上可知四種金屬的活動性由

16、強到弱的順序為XZYM故選B2. 鐵生銹是比較常見的現(xiàn)象，某實驗小組為研究鐵生銹的條件，設(shè)計了以下快速、易行的方法：首先檢查制氧氣裝置的氣密性，然后按連接好裝置，點燃酒精燈給藥品加熱，持續(xù)3分鐘左右，觀察到的實驗現(xiàn)象為：直形管中用蒸餾水浸過的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗，發(fā)生銹蝕；直形管管中干燥的鐵絲表面依然光亮，沒有發(fā)生銹蝕；燒杯中潮濕的鐵絲依然光亮。試回答以下問題：(1)由于接觸的介質(zhì)不同，金屬腐蝕分成不同類型，本實驗中鐵生銹屬于_。能表示其原理的反應(yīng)方程式為_。(2)儀器A的名稱為_，其中裝的藥品可以是_，其作用是_。(3)由實驗可知，該類鐵生銹的條件為_。決定鐵生銹快慢的一個重要因素是_。

17、【答案】(1)電化學(xué)腐蝕負(fù)極：2Fe4e=2Fe2，正極；2H2OO24e=4OH(2)球形干燥管堿石灰(或無水氯化鈣)干燥O2(3)與O2接觸、與水接觸氧氣濃度【解析】鋼鐵在潮濕環(huán)境下形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。此實驗在直形管中的現(xiàn)象說明，潮濕是鐵生銹的必須前提，而沒有潮濕程序?qū)ιP快慢的影響，直形管實驗與燒杯實驗的對比，則說明O2濃度是影響生銹快慢的一個重要因素?！眷柟獭?. 目前脫氧保鮮劑已廣泛用于食品保鮮、糧食及藥材防蟲、防霉等領(lǐng)域，含鐵脫氧劑應(yīng)用鐵易被氧化的性質(zhì)來完全吸收包裝內(nèi)的氧，從而對包裝內(nèi)的物品起到防氧化作用。當(dāng)脫氧劑變成紅棕色時則失效。下表是一種含鐵脫氧保鮮劑的配方。主要原料

18、用量含碳4%鑄鐵粉滑石粉食鹽乙醇80%40%4 g適量下列反應(yīng)式中與鐵脫氧原理無關(guān)的是()AFe2e=Fe2BCO2=CO2C4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3D2Fe(OH)3Fe2O33H2O【答案】B【解析】鐵脫氧原理的實質(zhì)是鐵發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極：Fe2e=Fe2，正極：O24e2H2O=4OH，生成的Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3，所以選B。新 課 標(biāo) 第 一 網(wǎng)2. 鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的電極反應(yīng)式為_。(2)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用上圖甲所示的方案，

19、其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用_。A銅 B鈉C鋅 D石墨(3)上圖乙所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的_極?！敬鸢浮?1)負(fù)極：2Fe4e=2Fe2正極：O22H2O4e=4OH(2)C(3)負(fù)【解析】(1)發(fā)生吸氧腐蝕時，負(fù)極上Fe失去電子，正極上O2得到電子。(2)鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬如鋅，就可由鋅失去電子，鋅被溶解，而鐵被保護(hù)，屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法。(3)屬于外加電流的陰極保護(hù)法，需把被保護(hù)的鐵閘門連接電源的負(fù)極?！景胃摺?. 某研究小組對鐵生銹進(jìn)行研究。(1)甲同學(xué)設(shè)計了A、B、C一組實驗(如圖)，探究鐵生銹的條件。經(jīng)過較長時間后

20、，甲同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是：A中鐵釘生銹；B中鐵釘不生銹；C中鐵釘不生銹。通過上述實驗現(xiàn)象分析，可得出鐵生銹的外部條件是_。鐵釘發(fā)生電化腐蝕的正極電極反應(yīng)式為_實驗B所用的水要經(jīng)過_處理；植物油的作用是_。實驗C中堿石灰的作用是_。(2)乙同學(xué)為了達(dá)到同樣目的，設(shè)計了實驗D(如圖)，發(fā)現(xiàn)一段時間后，試管中的液面升高，其原因是_ _，該實驗_(填“能”或“不能”)說明水對鐵釘生銹產(chǎn)生影響。(3)丙同學(xué)為了探究鐵銹(Fe2O3·nH2O)的組成，將甲同學(xué)實驗產(chǎn)生的鐵銹刮下來，稱取1.96 g這種鐵銹，按如圖所示裝置進(jìn)行實驗。充分反應(yīng)后，稱得B裝置的質(zhì)量增加0.36 g，C裝置的質(zhì)量增加1.32 g，則根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，推斷鐵銹的化學(xué)式中n值為_。(4)為了保證實驗安全，實驗開始時應(yīng)先點燃_(填A(yù)或E)處的酒精燈?！敬鸢浮?1)有水(或電解質(zhì)溶液)和氧氣(或空氣)O24e2H2O=4OH煮沸(或“除去氧氣”)，隔絕空氣(或“防止氧氣與鐵接觸”)吸收水蒸氣(或“干燥”“保持試管內(nèi)干燥環(huán)境”)(2)鐵的腐蝕要吸收氧氣(或“氧氣參與反應(yīng)”“消耗了氧氣”)使氣體體積減少 不能wm(3)2(4)E【解析】(1)鐵內(nèi)部一般含有碳，是鐵發(fā)生電化