第四章電基礎(chǔ)第四節(jié)金屬的電腐蝕與防護一、教材分析《金屬的電腐蝕與防護》是人教版高中選修四《反應原》第四章第四節(jié)，在習了原電池原及電解池原的基礎(chǔ)上展開，介紹了金屬腐蝕造成的嚴重危害、電腐蝕的原及防止金屬腐蝕的幾種方法，重點是掌握金屬電腐蝕（析氫腐蝕和吸氧腐蝕）的本質(zhì)（金屬表面形成了微型原電池），同時指出，人們根據(jù)對金屬電腐蝕本質(zhì)的認識，發(fā)現(xiàn)了防護金屬電腐蝕的方法，并具體地介紹了犧牲陽極的陰極保護法和外加電流的陰極保護法,不但運用原電池原(犧牲陽極的陰極保護法)，也再次運用了電解原(外加電流的陰極保護法),加深了生對能與電能相互轉(zhuǎn)的認識。本節(jié)內(nèi)容是本章論知識的實際應用，有利于培養(yǎng)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。二、教目標1．知識目標：(1)知道金屬腐蝕的兩種類型（腐蝕和電腐蝕）。(2)能解釋金屬發(fā)生電腐蝕的原因,認識金屬腐蝕的危害。(3)知道防護金屬腐蝕的方法。2．能力目標：（1）會設(shè)計控制單一變量進行對比實驗以及對實驗設(shè)計進行評價。（2）從實驗探究過程中提高對實驗現(xiàn)象的觀察能力和分析能力。3．情感、態(tài)度和價值觀目標：（1）通過金屬腐蝕與生產(chǎn)、生活實際相聯(lián)系的內(nèi)容,增強生習興趣（2）通過課堂探究活動,發(fā)展生的探究能力,會與人合作與交流,共同研究，探討問題。（3）通過實驗（設(shè)計、驗證和評價）這一研究方法，培養(yǎng)生實事求是的精神，幫助生樹立正確的態(tài)度。三、教重點難點重點：金屬的電腐蝕及金屬的電防護難點：金屬發(fā)生吸氧腐蝕的電原四、情分析生對金屬的腐蝕有一定的認識，包括它的產(chǎn)生和防治，生活中對金屬腐蝕的危害也有所見聞，而對金屬腐蝕及防腐的原不太清楚，生了解了鐵的腐蝕是氧氣和水共同作用的結(jié)果，并且習了原電池原，再此基礎(chǔ)上習比較容易接受。五、教方法1．閱讀討論分析探究計算機輔助教實驗輔助教2．案導：見后面的案。3．新授課教基本環(huán)節(jié)：預習檢查、總結(jié)疑惑→情境導入、展示目標→合作探究、精講點撥→反思總結(jié)、當堂檢測→發(fā)導案、布置預習六、課前準備1．生的習準備：預習金屬的電腐蝕內(nèi)容。2．教師的教準備：多媒體課件制作，，課內(nèi)探究案，課后延伸拓展案。3．教環(huán)境的設(shè)計和布置：四人一組，實驗室內(nèi)教。課前打開實驗室門窗通風，課前準備好如下儀器裝置和藥品：鐵粉碳粉具支試管導管紅墨水醋酸N溶液七、課時安排：1課時八、教過程[引入]在日常生活中，我們經(jīng)常可以看到一些美麗的金屬器皿使用一段時間后會失去表面的光澤。如：鐵器會生銹、銅器會長出銅綠。實際上金屬的生銹，其主要原因與原電池的形成有關(guān)，下面我們就分析一下金屬腐蝕的原因。[板書]第四節(jié)金屬的電腐蝕與防護[指導閱讀]：引導生閱讀P84—85金屬的電腐蝕內(nèi)容，回答下列問題。1、什么是金屬腐蝕？其本質(zhì)是什么?2、金屬腐蝕有哪些種類？腐蝕和哪些因素有關(guān)？3、什么是電腐蝕？[板書歸納]：一、金屬的電腐蝕（一）、金屬腐蝕：1、定義：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧還原反應而腐蝕損耗的過程。2、本質(zhì)：M–-→M+（氧反應）3、類型：腐蝕——直接反應電腐蝕——原電池反應（二）、腐蝕1、定義：2、影響因素：（三）、電腐蝕：1、定義：[過渡]：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)境里長期放置，常易生銹變紅，是什么原因？下面我們就討論鋼鐵在潮濕的空氣中生銹的原因？[實驗探究]：P85將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖具支試管中，觀察導管中水柱變，并思考引起變的原因？吸氧腐蝕2、類型：⑴、吸氧腐蝕：中性或酸性很弱或堿性條件下易發(fā)生負極：2F-4-=2F2+正極：O2+2H2O+4-=4OH-電池反應：2F+O2+2H2O=2F(OH)2進一步反應：4F(OH)2+O2+2H2O=4F(OH)32F(OH)3=F2O3·H2O+(3-)H2O⑵、析氫腐蝕：當鋼鐵處于酸性環(huán)境中負極：F-2-=F2+正極：2H++2-=H2↑電池反應：F+2H+=F2++H2↑⑶、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負極（F極）正極（極）總反應聯(lián)系3、腐蝕與電腐蝕的比較：[電腐蝕腐蝕條件不純金屬或合金與接觸與直接接觸有無電流有微弱電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生本質(zhì)較活潑的金屬被氧金屬被氧聯(lián)系兩種腐蝕往往發(fā)生，但腐蝕更普遍，速度快，危害更重。[典型例題]：例1、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置天觀察：⑴、若液面上升，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反應式為：負極：正極：⑵、若液面下降，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反應式為：負極：正極：＊例2、鋼鐵在銹蝕過程中，下列5種變可能發(fā)生的是（）F由+2價轉(zhuǎn)為+3價②、O2被還原③、產(chǎn)生H2④、F(OH)3失水形成F2O3·H2O⑤、雜質(zhì)碳被氧除去A①②B③④①②③④D①②③④⑤[提問]：請大家根據(jù)鐵生銹的原因，我們可以采取哪些措施防止鐵生銹？二、金屬的電防護1、犧牲陽極的陰極保護法原電池的負極（陽極）的金屬被腐蝕原電池的正極（陰極）的金屬被保護⑴、原：⑵、裝置圖：[探究]：驗證犧牲陽極的陰極保護法原因：2、外加電流陰極保護法：⑴、原：-+-+輔助陽極輔助陽極[過渡]：除此以外還有哪些防護方法？[歸納小結(jié)]：3、改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（鋼→不銹鋼，在鋼中加入鎳和鉻）。4、覆蓋保護膜（涂油漆，電鍍，鈍等）。5、金屬被保護的效果比較：電解池的陰極保護(外加電流陰極保護法)>原電池的正極（犧牲陽極的陰極保護法）>一般保護[典型例題]：例3、為了防止鋼鐵銹蝕，下列防護方法中正確的是（D）A在精密機床的鐵床上安裝銅螺釘B在排放海水的鋼鐵閥門上用導線連接一塊石墨，一同浸入海水中在海輪舷上用鐵絲系住鋅板浸在海水里D在地下輸油的鑄鐵管上接直流電的負極例4、下列事實不能用電論解釋的是（B）A輪船水線以下的船殼上裝一定量的鋅塊B鋁片不用特殊方法保存純鋅與稀硫酸反應時，滴入少量硫酸銅溶液后速率加快D鍍鋅的鐵比鍍錫的鐵耐用[解析]：A選項是通過構(gòu)成—F原電池，在船殼上加塊構(gòu)成原電池負極，從而保護船體不被腐蝕。B選項是靠氧膜保護鋁。選項＋2+====＋2+，生成的與在溶液中構(gòu)成原電池加快反應的速率。D選項中—F原電池為負極，而F—S原電池中F為負極，故前者被氧保護了鐵。答案：B[問題探究]：探究一：鍍鋅鐵皮和鍍錫鐵皮哪個更易被腐蝕？為什么？探究二：純鋅和粗鋅哪個更易和酸反應？如向酸中再加硫酸銅又會什么現(xiàn)象？三、影響金屬腐蝕快慢比較[典型例題]：例5、下列各情況，在其中F片腐蝕由快到慢的順序是52134[結(jié)論]：1、原電池正極、電解池陰極受到保護2、在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解原引起的腐蝕＞原電池原引起的腐蝕＞腐蝕＞防腐措施的腐蝕九、板書設(shè)計第四節(jié)金屬的電腐蝕與防護一、金屬的電腐蝕（一）、金屬腐蝕：1、定義：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧還原反應而腐蝕損耗的過程。2、本質(zhì)：M–-→M+（氧反應）3、類型：腐蝕——直接反應電腐蝕——原電池反應（二）、腐蝕1、定義：2、影響因素：（三）、電腐蝕：1、定義：2、類型：⑴、吸氧腐蝕：中性或酸性很弱或堿性條件下易發(fā)生負極：2F-4-=2F2+正極：O2+2H2O+4-=4OH-電池反應：2F+O2+2H2O=2F(OH)2進一步反應：4F(OH)2+O2+2H2O=4F(OH)32F(OH)3=F2O3·H2O+(3-)H2O⑵、析氫腐蝕：當鋼鐵處于酸性環(huán)境中負極：F-2-=F2+正極：2H++2-=H2↑電池反應：F+2H+=F2++H2↑⑶、析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較3、腐蝕與電腐蝕的比較：二、金屬的防護1、犧牲陽極的陰極保護發(fā)正極：要保護的金屬負極：比要保護金屬活潑的金屬2、外加電流的陰極保護法陰極：被保護的金屬陽極：惰性電極兩者均存在于電解質(zhì)溶液中接上外接