高中化學(xué)《金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)》學(xué)案1 新人教版選修4

1、第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害，知道防護(hù)金屬腐蝕的方法，并能從實(shí)驗(yàn)探究中獲得體會(huì)。2、通過學(xué)習(xí)增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境的意識(shí)，節(jié)約意識(shí)。學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)：吸氧腐蝕、析氫腐蝕的原理學(xué)習(xí)過程：閱讀下列資料，體會(huì)金屬的腐蝕的危害【資料】金屬腐蝕l 我國(guó)作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國(guó)家（2005年全國(guó)生產(chǎn)鋼材37117.02萬噸） ，每年被腐蝕的鐵占到我國(guó)鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因?yàn)榻饘俑g而造成的損失占到國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的2%4%；約合人民幣：3000億元（ 2005年我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值將達(dá)15萬億元） 。l 根據(jù)各國(guó)調(diào)查結(jié)果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失大

2、致為該國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值的4%左右。l 另?yè)?jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)，金屬腐蝕的年損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震（平均值）損失的總和，在這里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。l 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。l 腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也經(jīng)常對(duì)安全構(gòu)成威脅。l 國(guó)內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機(jī)因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲(chǔ)酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染；管道和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更

3、會(huì)危及工作人員和附近居民的生命安全。l 面對(duì)這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實(shí)，大家有沒有想過，鐵怎么會(huì)被腐蝕？怎樣防腐？【問題討論】1、鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，它們?cè)谑裁礂l件下易生銹？ 試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明你的結(jié)論。2、鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，若在潮濕的環(huán)境里或濕度較大的環(huán)境里長(zhǎng)期放置，常易生銹變紅，原因是什么？【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)操作：向鐵粉中加入少量的炭粉，混合均勻后，撒入內(nèi)壁分別用氯化鈉和稀醋酸潤(rùn)濕過的兩支試管分別標(biāo)記為a、b中，按右圖1-28裝置好儀器。幾分鐘后，打開止水夾，觀察、比較導(dǎo)管中水柱（在水中滴加幾滴紅墨水）的變化和試管中的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 思考：導(dǎo)管中的水柱變化說明

4、什么問題？ 思考：向鐵粉中加入炭粉的作用是什么？ 請(qǐng)大家根據(jù)原電池原理，寫出電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式。a裝置中：負(fù)極： 正極： 電池反應(yīng)： 結(jié)論：中性或酸性很弱或堿性條件下，易發(fā)生 腐蝕。a裝置中進(jìn)一步反應(yīng)： b裝置中:負(fù)極： 正極： 電池反應(yīng)： 結(jié)論：當(dāng)鋼鐵處于酸性氣氛中時(shí)，易發(fā)生 腐蝕；析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于 腐蝕?！咀詫W(xué)指導(dǎo)一】結(jié)合課本P90-P91相關(guān)內(nèi)容，回答下列問題，把答案寫在下面的知識(shí)總結(jié)中。1、什么是金屬腐蝕？有哪些類別？2、化學(xué)腐蝕和哪些因素有關(guān)？3、什么是電化學(xué)腐蝕？有哪些類別？分別發(fā)生哪些電極反應(yīng)？【知識(shí)總結(jié)】一、金屬腐蝕1、金屬腐蝕：2、金屬腐蝕的本質(zhì)：3、金屬腐蝕

5、的類型4、化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的比較: 化學(xué)腐蝕電化腐蝕條件  現(xiàn)象  本質(zhì)  聯(lián)系 5、鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈水膜呈電極反應(yīng)負(fù)極（Fe極）正極（C極）總反應(yīng)聯(lián)系【交流與討論】鐵生銹除了必須有空氣及水的參與外，還受其他一些因素的影響。請(qǐng)解釋下列有關(guān)鐵生銹現(xiàn)象的原因。1.相對(duì)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)化工廠派出的廢氣為酸性氣體時(shí),工廠附近的鐵制品容易生銹。【課堂練習(xí)1

6、】1、如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）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： （2）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： ?！窘涣髋c討論】請(qǐng)大家根據(jù)鐵生銹的原理，思考應(yīng)采取什么措施防止鐵生銹？二、金屬的電化學(xué)保護(hù) 1、犧牲陽極的陰極保護(hù)法原理：形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做 極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。2.外加電流法 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 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?！拘〗Y(jié)】金屬防護(hù)的幾種重要方法在金屬表面覆蓋保護(hù)層。 改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成 。 電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的 極或電解池的 極而受到保護(hù)。【課堂練習(xí)2】2、2000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(gòu)回在火燒圓明園時(shí)流失的國(guó)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(guó)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（ ）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、