人教化学选修4第四章第四节 金属的电化学腐蚀和防护(共20张PPT)

实验现象
1
铁钉表面出现 锈迹
导管中液面上
2 升，产生液面
高度差
实验结论
铁钉被腐蚀，消耗试管内O2， 使试管内压强减小。
概念深析
金属的腐蚀包含哪些类型？
金
吸氧腐蚀
属 电化学腐蚀
的
析氢腐蚀
腐 蚀 化学腐蚀
概念深析
铁的吸氧腐蚀
铁的析氢腐蚀
如何书写“铁的电化学腐蚀”电极方程式？
影响“金属电化学腐蚀类型”的因素之一 是什么？
猜想2
Fe只发生了 吸氧腐蚀
消耗O2，但反应放热
Fe同时发生 猜想3 了析氢腐蚀 反应放热，但压强增大
和吸氧腐蚀
课后查阅资料，设计实验探究三颈瓶内气 压增大时，铁是否发生了“吸氧腐蚀”
实验探究
◎提出问题： 如何设计实验探究“Fe在弱酸性环境下 是否发生了析氢腐蚀”？
思路：控制变量法
控制单一变量，避免Fe发生吸氧腐蚀。使体系 压强只与“是否发生析氢腐蚀”有关。
——“高中化学学科核心素养”
反者道之动
老子
矛盾是一切运动和生命力的根源
黑格尔
创立了“对立统一规律”的科学形态
马克思
《矛盾论》详细论述对立统一规律
毛泽东
◎中学化学中的对立统一规律 氧化与还原； 弱电解质的电离与盐的水解。
金属的电化学腐蚀与防护
【实验】将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡 一会，放入具支试管中，并将具支试管导管插入水 中。一段时间后，观察铁钉和导管中水柱的变化。
负极： 2Fe -4e-=2Fe2+ 正极： O2+4e-+2H2O=4OH总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
负极： Fe -2e-=Fe2+ 正极： 2H++2e-=H2↑ 总反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑
提出问题→作出假设→设计实验→ 实施实验→结果分析
应用与拓展
◎你知道哪些金属防腐措施？
在金属表面覆盖保护层； 改变金属的内部组织结构。
◎为了保护船舶的钢铁外 壳，常在穿身上装锌块来 避免船体遭受腐蚀，你能 结合本节课所学知识，解 释其原理吗？
Zn、Fe、海水形成原电池，Zn作负极（阳极）被 腐蚀，Fe作正极（阳极）被保护，称为“牺牲阳 极的阴极保护法”。
学会多角度分析问题； 学会辩证地看待事物。
◎实施实验：
实验探究
◎设计实验： ① 药品用量与操作与原实验相同；
② 用CO2气体排尽装置内空气； ③ 加入醋酸，同时测量瓶内压强变化。
◎实施实验： ◎结果分析：
铁发生了析氢腐蚀
整理与归纳
化学 金 腐蚀 属电 的化 腐学 蚀腐
蚀
探究性实 验的一般
步骤
金属与干燥气体或非电解质液体反应
吸氧 腐蚀
析氢 腐蚀
能认识物质是在不断运动的，物质的变化是 有条件的；能从内因和外因、量变与质变等方面 较全面地分析物质的化学变化，关注化学变化中 的能量转化；能从不同视角对纷繁复杂的化学变 化进行分类研究，逐步揭示各类变化的特征和规 律；能用对立统一、联系发展和动态平衡的观点 考察、分析化学反应，预测在一定条件某种物质 可能发生的化学变化。
实验探究
◎作出假设：
实验结果预测
证明 生 成了H2
瓶内气压上升 瓶内气压不变
实验结论 Fe在该弱酸性环境下 发生了析氢腐蚀
Fe未发生析氢腐蚀
证明 生 成了Fe2+
…… ……
证明 放 出了热
实验探究
◎设计实验： ① 药品用量与操作相同；
② 用CO2气体排尽装置内空气； ③ 加入醋酸，同时测量瓶内压强变化。
电解质溶液的酸碱性
探探究究与与思思考考
弱酸性条件下，金属的电化学腐蚀类型 是怎样的？如何设计实验来探究？
以铁为例，测量弱酸性条件下， 密闭体系中压强的变化。
数字化仪器
气压传感器
数据采集器
电脑
实验探究
实验方案： 测量Fe在弱酸性条件下密闭容器的压强
◎实验仪器和药品： 仪器：500ml三颈瓶、分液漏斗、数字化仪器 药品：12g 铁粉、3g 碳粉、25ml 15％的醋酸溶液
谢谢！
数据分析
大气压 三颈瓶内气压
数据分析
实验方案： 测量铁在弱酸性条件下密闭容器的压强
数据分析
最终三颈瓶内 压强小于起始 压强 三颈瓶内压强 呈先增大，后 减小的趋势
实验结论
Fe在该弱酸性环境下 发生了吸氧腐蚀
数据分析
开始时，三颈瓶内压强增大的原因是什么？
猜想1
Fe只发生了 析氢腐蚀
产生H2，且反应放热