《化學(xué)能與電能（第三課時(shí)）》教學(xué)PPT課件【高中化學(xué)必修2（人教版）】

第二章·第二節(jié)

化學(xué)能與電能3認(rèn)識(shí)金屬腐蝕帶來的危害，了解金屬腐蝕的兩種類型（化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕）；理解鋼鐵吸氧腐蝕和析氫腐蝕發(fā)生的條件及原理，會(huì)書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式；認(rèn)識(shí)常見的防止金屬腐蝕的方法，能解釋兩種電化學(xué)防護(hù)方法的原理；通過對(duì)鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕和析氫腐蝕對(duì)比實(shí)驗(yàn)的探究，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)控制單一變量進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)；通過實(shí)驗(yàn)探究的過程，進(jìn)一步提高對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察能力和分析能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)例1：下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是（）C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；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；D.同價(jià)態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；C復(fù)習(xí)習(xí)題例2：下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是粗鋅和1mol/L硫酸；B.A.純鋅和1mol/L硫酸；純鋅和18mol/L硫酸；C.粗鋅和1mol/L硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。D.（D

）復(fù)習(xí)習(xí)題例3：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)復(fù)習(xí)習(xí)題新課學(xué)習(xí)金屬腐蝕我國(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）。另據(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。新課學(xué)習(xí)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。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，更會(huì)危及工作人員和附近居民的生命安全。一、問題討論(1).金屬的腐蝕和防護(hù)判斷下列裝置是否為原電池？若是，指出電極名稱并寫出電極反應(yīng)式。新課學(xué)習(xí)問題討論(2).若將Fe棒C棒粉碎摻在一起制成一光亮的Fe-C合金棒，插在HCl里，則是否構(gòu)成了原電池？新課學(xué)習(xí)(3)

鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，若在潮濕的環(huán)境里或濃度較大的環(huán)境里長(zhǎng)期放置，常易生銹變紅，原因是什么？新課學(xué)習(xí)1、2、金屬陽離子失e-氧化反應(yīng)金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕電化腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕（常見普遍）金屬原子金屬腐蝕的本質(zhì)：3、金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（氧化—還原）而腐蝕損耗的過程。新課學(xué)習(xí)

金屬的化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。

特點(diǎn)：反應(yīng)簡(jiǎn)單、金屬與氧化劑之間的氧化還原反應(yīng)。新課學(xué)習(xí)電化學(xué)腐蝕：不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子被氧化的腐蝕。鐵：負(fù)極水膜（電解質(zhì)溶液）碳：正極在鋼鐵表面形成無數(shù)微小原電池新課學(xué)習(xí)負(fù)極：2Fe-4e-=2Fe2+正極：O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng)：2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)2中性或酸性很弱或堿性條件下，易發(fā)生吸氧腐蝕。新課學(xué)習(xí)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O進(jìn)一步反應(yīng)：紅色的鐵銹新課學(xué)習(xí)正極：2H++2e-=H2↑負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+總反應(yīng)：Fe+2H+=Fe2++H2↑當(dāng)鋼鐵處于酸性介質(zhì)中時(shí)，易發(fā)生析氫腐蝕；析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕。新課學(xué)習(xí)新課學(xué)習(xí)化學(xué)腐蝕電化腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)聯(lián)系化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的比較金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生金屬被氧化較活潑金屬被氧化兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍析氫腐蝕吸氧腐蝕新課學(xué)習(xí)析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性。水膜呈中性堿性或酸性很弱。

電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正極C(+)2H++2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OH-總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2+↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系新課學(xué)習(xí)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。因?yàn)楹Ｋ泻休^多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強(qiáng)，而在電解質(zhì)溶液中，電化學(xué)腐蝕更容易進(jìn)行。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)。是由于南極的溫度常年在0℃以下，說明在較高溫度下，腐蝕更易進(jìn)行。新課學(xué)習(xí)交流與討論3.用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。是由于鐵與銅及空氣中的水蒸汽構(gòu)成了原電池，鐵作原電池的負(fù)極，因此鐵易被腐蝕而生銹。4.當(dāng)化工廠排出的廢氣為酸性氣體時(shí),工廠附近的鐵制品容易生銹。說明鐵制品在酸性條件下比在中性條件下更容易被腐蝕。新課學(xué)習(xí)

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？交流與討論新課學(xué)習(xí)二、鋼鐵腐蝕的防護(hù)：1.改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如將Cr、Ni等金屬加進(jìn)鋼里制成合金鋼。2.金屬表面覆蓋保護(hù)層如油漆、油脂等，電鍍（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保護(hù)層。原理：隔絕金屬與外界空氣、電解質(zhì)溶液的接觸。衣架和電線的外面包上一層塑料層新課學(xué)習(xí)3.電化學(xué)保護(hù)法原理形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。電化學(xué)保護(hù)法示意圖新課學(xué)習(xí)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：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）中性或堿性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑隨堂練習(xí)2、分析右圖，按要求寫出有關(guān)反應(yīng)方程式：（1）鐵棒上的電極反應(yīng)式為：（2）碳棒上的電極反應(yīng)式為：（3）溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe–4e-＝2Fe2+隨堂練習(xí)2、鎳--鎘可充電電池可發(fā)生如下反應(yīng)：Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，該電池的負(fù)極材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放電充電A.Cd（D

）B.NiO(OH)D.Ni(OH)2C.Cd(OH)2隨堂練習(xí)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，按圖裝好儀器。一段時(shí)間后，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。新課學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：裝置a中的導(dǎo)管中水柱上升，裝置b