資源簡介

新授課
第四章 化學反應與電能
第10課時 金屬的腐蝕與防護
【學習目標】
1.了解金屬發生電化學腐蝕的本質，能利用電化學原理解釋金屬腐蝕現象。 2．知道金屬腐蝕的危害，能選擇并設計防腐措施。
【學習活動】
學習任務
目標一：了解金屬發生電化學腐蝕的本質，能利用電化學原理解釋金屬腐蝕現象。 任務1：閱讀教材p107內容，思考下列問題。 （1）世界各國每年因腐蝕造成的直接經濟損失約占國家生產總產值的2%～4%。應用防腐蝕技術，腐蝕造成的經濟損失可降低25%～30%。請問金屬腐蝕是什么現象，其原理是什么？金屬腐蝕有哪些類型？ （2）化學腐蝕與電化學腐蝕的相同點和不同點是什么？ 任務2：閱讀教材p108內容，完成下列問題。 1.生鐵在干燥的空氣中不易被腐蝕,但在潮濕的空氣中卻很快被腐蝕,為什么 為什么生鐵比純鐵更易被腐蝕 為什么一塊銅板上有鐵鉚釘時,鐵鉚釘特別容易生銹 2.鐵在自然界中發生的腐蝕主要是哪類腐蝕 在硫酸廠附近的生鐵發生的主要是哪一類腐蝕 化學腐蝕與電化學腐蝕的相同點和不同點分別是什么？ 3.鐵銹的主要成分是什么 寫出鋼鐵在潮濕的空氣中發生吸氧腐蝕生成鐵銹的方程式。 4.實驗4-3 (1)實驗1：將經過酸洗除銹的鐵釘用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖所示的具支試管中。幾分鐘后，觀察導管中水柱的變化。解釋引起這種變化的原因。 (2)實驗2: 取兩支試管，分別放入兩顆鋅粒和等體積、等濃度的稀鹽酸，觀察現象。然后，向其中一支試管中滴加1～2滴硫酸銅溶液，再觀察現象。解釋產生不同現象的原因。
目標二：知道金屬腐蝕的危害，能選擇并設計防腐措施。 任務1：閱讀教材p109內容，思考下列問題。 （1）根據金屬腐蝕的實質及類型，我們如何防止金屬的腐蝕，以鐵為例，應該采取什么措施去防止鐵生銹？ （2）常見的白鐵皮是在薄鋼板表面鍍上一層鋅，罐裝食品用的馬口鐵是在薄鋼板表面上鍍上一層錫，若上述兩種鋼鐵制品的表面出現破損時，白鐵皮和馬口鐵中的鐵哪一種更容易受到腐蝕？其原因是什么？ 任務2：已知Fe2＋與[Fe(CN)6]3－反應生成帶有特征藍色的鐵氰化亞鐵沉淀： 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓ 1.實驗4-4(1) 實驗裝置實驗操作按如圖所示連接好裝置；往Fe電極區滴入2滴黃色K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液實驗現象有關反應實驗結論
實驗4-4(2)將1 g瓊脂加入250 mL燒杯中，再加入50 mL飽和食鹽水和150 mL水。攪拌、加熱煮沸，使瓊脂溶解。稍冷后，趁熱把瓊脂溶液分別倒入兩個培養皿中，各滴入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均勻。取兩個2～3 cm的鐵釘，用砂紙擦光。如圖(a)所示，將裹有鋅皮的鐵釘放入上述的一個培養皿中；如圖(b)所示，將纏有銅絲的鐵釘放入另一個培養皿中。觀察并解釋實驗現象。 (a)　　　　　　　(b) 思考：上述實驗中防護鐵被腐蝕的措施的名稱叫什么 簡述其原理。 2.將水庫鐵閘門與直流電源相連也能防止其被腐蝕,則鐵閘門應連接直流電源的哪個電極 這種防護方法叫什么 利用了什么原理 3.電化學防護的實質是什么 4.犧牲陽極法和外加電流法都要采用輔助陽極，將被保護的金屬作為陰極。在這兩種方法中，輔助陽極發生的電極反應類型是否相同？對于用作輔助陽極的金屬的化學性質各有什么要求？
【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖
2新授課
第四章 化學反應與電能
第10課時 金屬的腐蝕與防護
【學習目標】
1.了解金屬發生電化學腐蝕的本質，能利用電化學原理解釋金屬腐蝕現象。 2．知道金屬腐蝕的危害，能選擇并設計防腐措施。
【學習活動】
學習任務
目標一：了解金屬發生電化學腐蝕的本質，能利用電化學原理解釋金屬腐蝕現象。 任務1：閱讀教材p107內容，思考下列問題。 （1）世界各國每年因腐蝕造成的直接經濟損失約占國家生產總產值的2%～4%。應用防腐蝕技術，腐蝕造成的經濟損失可降低25%～30%。請問金屬腐蝕是什么現象，其原理是什么？金屬腐蝕有哪些類型？ 參考答案：金屬腐蝕是金屬表面因與周圍的物質發生氧化還原反應而遭到破壞的現象。 金屬腐蝕的本質是金屬本身失去電子變成陽離子的過程(發生氧化反應)：M－ne－===Mn＋。 金屬腐蝕可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。 （2）化學腐蝕與電化學腐蝕的相同點和不同點是什么？ 參考答案：相同點：金屬的電化學腐蝕和化學腐蝕本質是金屬失電子被氧化的過程，都是造成金屬被氧化的腐蝕。 不同點：化學腐蝕是金屬和氧化劑直接發生氧化還原反應，無電流產生；電化學腐蝕是發生原電池反應，有電流產生，活潑的金屬被腐蝕。 任務2：閱讀教材p108內容，完成下列問題。 1.生鐵在干燥的空氣中不易被腐蝕,但在潮濕的空氣中卻很快被腐蝕,為什么 為什么生鐵比純鐵更易被腐蝕 為什么一塊銅板上有鐵鉚釘時,鐵鉚釘特別容易生銹 參考答案： 在潮濕的空氣里,鐵表面會形成一層水膜,空氣中的CO2、SO2、H2S等溶解到水膜中形成了電解質溶液,它與生鐵中的鐵和少量的碳構成無數微小的原電池,發生電化學腐蝕。因為生鐵中含有雜質碳。 銅板和鐵鉚釘與電解質溶液互相接觸形成原電池,鐵作負極反應物,發生氧化反應,被腐蝕而生銹。 2.鐵在自然界中發生的腐蝕主要是哪類腐蝕 在硫酸廠附近的生鐵發生的主要是哪一類腐蝕 化學腐蝕與電化學腐蝕的相同點和不同點分別是什么？ 參考答案：電化學腐蝕,其中以吸氧腐蝕為主。 在硫酸廠附近的生鐵發生的主要是析氫腐蝕;硫酸廠附近空氣中二氧化硫的含量較高,導致生鐵接觸到的溶液酸性較強,所以易發生析氫腐蝕。 相同點都是造成金屬被氧化腐蝕。不同點是化學腐蝕是金屬和氧化劑直接發生氧化還原反應，無電流產生；電化學腐蝕是發生原電池反應，有電流產生。 3.鐵銹的主要成分是什么 寫出鋼鐵在潮濕的空氣中發生吸氧腐蝕生成鐵銹的方程式。 參考答案：鐵銹的主要成分是Fe2O3·nH2O。形成過程: 負極:2Fe-4e-===2Fe2+, 正極:O2+4e-+2H2O===4OH-, 總反應:2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2。 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3, 2Fe(OH)3===Fe2O3·nH2O(鐵銹)+(3-n)H2O。 4.實驗4-3 (1)實驗1：將經過酸洗除銹的鐵釘用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖所示的具支試管中。幾分鐘后，觀察導管中水柱的變化。解釋引起這種變化的原因。 (2)實驗2: 取兩支試管，分別放入兩顆鋅粒和等體積、等濃度的稀鹽酸，觀察現象。然后，向其中一支試管中滴加1～2滴硫酸銅溶液，再觀察現象。解釋產生不同現象的原因。 現象及原因： 實驗1——導管中的水柱上升，鐵釘生銹。說明該過程鐵釘被腐蝕。鐵釘發生的是吸氧腐蝕。 實驗2——開始時試管中均有無色氣體產生，滴加硫酸銅溶液后產生氣體的速率明顯加快。原因是鋅置換出銅后構成了銅鋅原電池，鋅作負極，腐蝕速率加快。 【知識拓展】 金屬腐蝕的快慢比較 (1)在同一種電解質溶液中，金屬腐蝕由快到慢的順序是電解池的陽極＞原電池的負極＞化學腐蝕＞原電池的正極＞電解池的陰極。 (2)在不同溶液中，金屬在電解質溶液中的腐蝕＞金屬在非電解質溶液中的腐蝕；金屬在強電解質溶液中的腐蝕＞金屬在弱電解質溶液中的腐蝕。 (3)對同一種電解質溶液來說，電解質溶液濃度越大，腐蝕越快。
目標二：知道金屬腐蝕的危害，能選擇并設計防腐措施。 任務1：閱讀教材p109內容，思考下列問題。 （1）根據金屬腐蝕的實質及類型，我們如何防止金屬的腐蝕，以鐵為例，應該采取什么措施去防止鐵生銹？ 參考答案：可以涂防護層、改變金屬的內部結構、電化學防護等。 （2）常見的白鐵皮是在薄鋼板表面鍍上一層鋅，罐裝食品用的馬口鐵是在薄鋼板表面上鍍上一層錫，若上述兩種鋼鐵制品的表面出現破損時，白鐵皮和馬口鐵中的鐵哪一種更容易受到腐蝕？其原因是什么？ 參考答案：馬口鐵中的鐵更容易被腐蝕。原因是馬口鐵中的鐵比錫的活潑性強，形成原電池時，鐵作負極而被腐蝕；白鐵皮中鋅比鐵的活潑性強，形成原電池時，鐵作正極而受到保護。 任務2：已知Fe2＋與[Fe(CN)6]3－反應生成帶有特征藍色的鐵氰化亞鐵沉淀： 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓ 1.實驗4-4(1) 實驗裝置實驗操作按如圖所示連接好裝置；往Fe電極區滴入2滴黃色K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液實驗現象電流表指針發生偏轉，Fe電極上有氣泡產生，但往Fe電極附近滴入K3[Fe(CN)6]溶液不顯特征藍色有關反應Zn電極：Zn－2e－===Zn2＋Fe電極：2H＋＋2e－===H2↑實驗結論Zn、Fe和經過酸化的NaCl溶液構成原電池，鐵被保護未被腐蝕
實驗4-4(2)將1 g瓊脂加入250 mL燒杯中，再加入50 mL飽和食鹽水和150 mL水。攪拌、加熱煮沸，使瓊脂溶解。稍冷后，趁熱把瓊脂溶液分別倒入兩個培養皿中，各滴入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均勻。取兩個2～3 cm的鐵釘，用砂紙擦光。如圖(a)所示，將裹有鋅皮的鐵釘放入上述的一個培養皿中；如圖(b)所示，將纏有銅絲的鐵釘放入另一個培養皿中。觀察并解釋實驗現象。 (a)　　　　　　　(b) 實驗現象： a中靠近新皮處顏色無變化，靠近裸露在外的鐵釘處出現紅色； b中靠近銅絲出出現紅色，靠近裸露在外的鐵釘處出現藍色。 思考：上述實驗中防護鐵被腐蝕的措施的名稱叫什么 簡述其原理。 參考答案：犧牲陽極法;原電池原理,形成原電池時,被保護金屬作正極(陰極),受到保護,活潑金屬作負極(陽極),發生氧化反應而損耗。 2.將水庫鐵閘門與直流電源相連也能防止其被腐蝕,則鐵閘門應連接直流電源的哪個電極 這種防護方法叫什么 利用了什么原理 參考答案：鐵閘門連接直流電源的負極;外加電流法;電解池原理。 3.電化學防護的實質是什么 參考答案：電化學防護的實質是把被保護的金屬作原電池的正極或電解池的陰極,不參與電極反應,從而不被氧化。 4.犧牲陽極法和外加電流法都要采用輔助陽極，將被保護的金屬作為陰極。在這兩種方法中，輔助陽極發生的電極反應類型是否相同？對于用作輔助陽極的金屬的化學性質各有什么要求？ 參考答案：輔助陽極均發生氧化反應。 依據原電池工作原理，在犧牲陽極法中，用作輔助陽極的金屬的活動性要比被保護的金屬的活動性強。依據電解池工作原理，在外加電流法中，輔助陽極與電源的正極相連接，惰性電極或金屬均可作輔助陽極。
【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖
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