《【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中化学 专题1 第三单元 金属腐蚀与防护教学设计 苏教版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中化学 专题1 第三单元 金属腐蚀与防护教学设计 苏教版选修4（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三单元金属的腐蚀与防护(教师用书独具)课标要求能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。课标解读 1.认识金属腐蚀的危害，并能解释金属发生电化学腐蚀的原因。2能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。3熟知金属腐蚀的防护方法。教学地位本课时内容是本章理论知识的实际应用，重点是掌握金属电化学腐蚀的本质，通过对金属腐蚀本质的认识，发现了金属防护的方法，也加深了化学能和电能相互转化的认识。由于金属腐蚀的普遍性和金属防护的重要性，所以这一内容也是高考常考的内容。(教师用书独具)新课导入建议生病的自由女神耸立于美国纽约港外一个海岛上15层楼高的自由女
2、神，历来被认为是美利坚合众国的象征。然而，经过近百年的风风雨雨，她和人一样，已经生病了。她究竟患了何种“疾病”呢？最近，美、法两国组织了一个调查小组，对她进行全面体检，结果大吃一惊，因为他们发现自由女神近百年来一直受着一种“疾病”的折磨，那就是：电化学腐蚀。自由女神的外壳材料是铜，而支撑整个雕像的内支架却是铁的，在它们之间仅用一层浸透油的毛毡隔开。年岁久了，设计者预先没想到的事发生了：首先是那一层毛毡失去了隔离作用，而大西洋潮湿的夹带着盐分的空气有意向自由女神不断地进行攻击，无数的原电池便在自由女神的身上形成，这种原电池以铁为负极，铜为正极，夹带盐分的湿空气正好在两极之间起着电解质溶液的作用，
3、结果加速了铁的腐蚀。这样，自由女神的铁架表面一层又一层地锈蚀，蓬松的氧化铁使铁架的体积膨胀，铆固的支脚被撑断，发展下去，将会自身难保。通过本单元的学习，相信你能成为保护自由女神的勇士。教学流程设计课前预习安排：1看教材P2325填写课前自主导学中的“一，金属的电化学腐蚀”并完成思考交流1，看教材P2526，填写课前自主导学中的“二，金属的防护”并完成思考交流22建议方式：同学之间可以进行讨论交流步骤1：导入新导入新课，本课时教学地位分析步骤2：建议对思考交流1、2多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究步骤5：在老师指导下由学生自主完成变式训练1和当堂双
4、基达标中的1、2、5题，验证学生对探究点的理解掌握情况。步骤4：教师通过例1和教材P24的讲解对探究1中的“钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀”进行总结。步骤3：师生互动完成探究1“不同类型金属腐蚀的比较”。互动方式：可利用问题导思所设置的问题，由浅入深进行师生互动。建议除例1外，再变换一下命题角度，设置一些备选例题以拓展学生的思路。步骤6：师生互动完成探究2“金属腐蚀的快慢规律”。互动方式：可利用问题导思所设置的问题，由浅入深进行师生互动。步骤7：教师通过例2和教材P26的讲解对探究2中的“金属腐蚀的快慢规律”进行总结。步骤8：在老师指导下由学生自主完成变式训练2和当堂双基达标中的4题，验证学生对探究
5、点的理解掌握情况。步骤9：师生互动完成探究3“电化学防护法”。互动方式：可利用问题导思所设置的问题，师生互动。可使用“教师备课资源”拓展学生的思路。步骤12：先由学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照课堂小结以明确掌握已学内容。安排学生课下完成课后知能检测步骤11：在老师指导下由学生自主完成变式训练3和当堂双基达标中的3题，验证学生对探究点的理解掌握情况。步骤10：教师通过例3和教材P26的讲解对探究3中的“金属的两种电化学防护法”进行总结。课标解读重点难点1.能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。2.查阅资料并交流：防止钢铁腐蚀的方法。1.知
6、道金属腐蚀的两种类型(化学腐蚀和电化学腐蚀)。(重点)2.能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，了解防止钢铁腐蚀的方法。(重点)3.掌握化学腐蚀与电化学腐蚀的比较。(重难点)(对应学生用书第1页)金属的电化学腐蚀1.金属的腐蚀(1)金属的腐蚀是指金属及其合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。(2)金属腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化的过程，用反应方程式表示(M代表金属元素)为：Mne=Mn。(3)金属腐蚀的类型化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被
7、氧化而引起的腐蚀。2金属的电化学腐蚀(1)吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。(2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有H2放出。1结合金属的腐蚀类型分析钢铁以哪种腐蚀为主？【答案】由于钢铁通常所处的外部环境干燥度较低，氧气的存在又比较广泛，且原电池反应比一般的氧化还原反应速率高，所以钢铁主要是电化学腐蚀，其次为化学腐蚀，又因为钢铁表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是钢铁腐蚀的主要形式。金属的防护1.本质：阻止金属发生氧化反应。2方法(1)改变金属内部结构，如制成合金等。(2)加防护层，如在金属表面涂油或油漆、覆盖塑料镀不
8、活泼金属等。(3)电化学防护牺牲阳极的阴极保护法将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起，更活泼的金属作负极(阳极)被腐蚀，作为正极(阴极)的金属被保护。外加电流的阴极保护法(原理如图)负极 正极2结合金属腐蚀的本质，分析金属防护的本质是什么？在电化学防护中是如何做的？【答案】金属腐蚀的本质是金属被氧化剂氧化变成金属阳离子，因此金属防护的本质是避免金属接触氧化剂，或采取措施使金属不被氧化。在电化学防护中使被保护的金属作原电池的正极或电解池的阴极，不参与电极反应，从而不被氧化。(对应学生用书第2页)不同类型金属腐蚀的比较【问题导思】钢和纯铁，哪一种在空气中更易腐蚀？为什么？【答案】钢，因为钢不纯
9、易发生电化学腐蚀。化学腐蚀与电化学腐蚀有什么区别？【答案】化学腐蚀无电流产生，电化学腐蚀有电流产生。吸氧腐蚀与析氢腐蚀的电极反应有何异同？【答案】负极反应式相同，正极反应式不同。1化学腐蚀与电化学腐蚀的比较种类化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与非电解质等直接发生化学反应不纯金属或合金跟电解质溶液接触发生原电池反应实例2Fe3Cl2=2FeCl3钢铁腐蚀电流无微弱电流结果金属被氧化较活泼金属被氧化相互关系化学腐蚀、电化学腐蚀常同时发生，电化学腐蚀更普遍2.钢铁析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较区别与联系析氢腐蚀吸氧腐蚀相同点腐蚀的本质被腐蚀金属为原电池的负极，其原子失去电子变成金属阳离子，发生氧化反应电极反应式
10、负极：Fe2e=Fe2不同点条件水膜酸性较强水膜呈很弱的酸性、中性或碱性电解质溶液溶有CO2、SO2等的水溶液溶有O2的水溶液氧化剂HO2电极反应式正极：2H2e=H2正极：O24e2H2O=4OH产物H2Fe(OH)2化学腐蚀和电化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反应。在电化学腐蚀中，只有在金属活动性顺序中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀。如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于_腐蚀。(填“化学”或“电化学”)(2)若试管内液面上升，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应式：负极：_，正极：_。(3)若试
11、管内液面下降，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应为：负极：_；正极：_。【解析】(1)由于铁钉不纯含有碳，则铁为负极，碳为正极，又存在电解质溶液，所以可形成原电池，因此铁钉的腐蚀为电化学腐蚀。(2)试管内液面上升，说明此时试管内的压强减小，应为试管内的气体被消耗所致，结合电化学腐蚀的原理，铁钉发生了吸氧腐蚀。(3)试管内液面下降，说明此时试管内的压强增大，试管内应该有气体产生，结合电化学腐蚀的原理，铁钉发生了析氢腐蚀。【答案】(1)电化学(2)弱酸性、中性或碱吸氧Fe2e=Fe2O24e2H2O=4OH (3)较强酸析氢Fe2e=Fe22H2e=H2判断金属的腐蚀类型要从本质入手，化学腐蚀和
12、电化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反应。有电流产生的是电化学腐蚀。在电化学腐蚀中，根据电解质溶液的酸碱性来判断是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀。1下列叙述不正确的是()A金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍B钢铁在干燥的空气里不易被腐蚀C用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀D原电池外电路电子由负极流入正极【解析】铝铁形成原电池发生腐蚀时，Fe为正极、被保护起来，不易腐蚀，C不正确。【答案】C金属腐蚀的快慢规律【问题导思】海水中轮船往往需要在船体的底部镶嵌锌板，为什么？【答案】与船体形成原电池，做负极，使船体受到保护。在电解质溶液相同的条件下，铁作为电解池的阴极材料和作为原电池的正极材料，哪一种对铁的保护更好？
13、【答案】Fe做电解池的阴极时受到保护。镀锌铁和镀锡铁，哪一种对于铁的防腐蚀更加有利？【答案】镀锌铁更有利于防腐蚀。1在同一电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序为：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀应用原电池原理有防护措施的腐蚀应用电解原理有防护措施的腐蚀，或电解池阳极原电池负极化学腐蚀原电池正极电解池阴极。2同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为：强电解质溶液中的腐蚀弱电解质溶液中的腐蚀非电解质溶液中的腐蚀。3对于活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，氧化还原反应速率越快，活泼金属腐蚀越快。4对于同一电解质溶液，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快(除钝化外)。5纯度越高的金属，腐
14、蚀的速率越慢(纯金属几乎不被腐蚀)。6不纯的金属或合金，在潮湿的空气中腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。(2012东营高二质检)如图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是()ABCD【解析】中铁在海水中的腐蚀属于吸氧腐蚀；、构成原电池，中铁是负极(活动性FeSn，活动性较强的金属Fe先腐蚀)，属于原电池原理引起的腐蚀，中铁是正极(活动性ZnFe，金属Zn先腐蚀)，属于利用原电池原理有保护措施的腐蚀；构成电解池，中铁是阳极(与外接电源的正极直接相连)，属于利用电解原理引起的腐蚀。所以铁腐蚀快慢顺序为：【答案】A判断电化学腐蚀速率的快慢时，一定要分清金属所属电极：原电池中负极金属被腐蚀，正极金属被保护；电解池中阳极金属被腐蚀，阴
