【高中】2017人教版高中化学选修4第四章第5课时金属的电化学腐蚀与防护word同步检测
高中化学金属腐蚀与防护知识点
高中化学金属腐蚀与防护知识点一、知识概述《高中化学金属腐蚀与防护知识点》①基本定义:- 金属腐蚀呢,简单说就是金属跟周围接触到的物质发生化学反应被破坏了。
比如说铁,要是放在潮湿的空气里,时间长了就生锈了,这生锈就是铁被腐蚀了。
就像苹果被氧化变黑似的,金属被周围的物质慢慢“咬”坏了。
②重要程度:- 在高中化学里这可相当重要。
很多工业生产、生活设施都用到金属,要是金属老是被腐蚀,那损失可大了。
像桥梁、轮船要是因为金属腐蚀出了问题,后果可能很严重的。
它既关系到实际生活也在化学学科里是理解化学反应类型、电化学原理这些的重要部分。
③前置知识:- 得先掌握氧化还原反应,因为金属腐蚀很多都涉及到氧化还原。
还有金属的活动性顺序,这能让我们明白哪种金属更容易被腐蚀。
再就是电解质溶液的知识,因为大多数金属腐蚀都是在有电解质存在的情况下加速进行的。
④应用价值:- 应用老广了,在建筑领域,比如高楼大厦的钢筋混凝土结构,要防止钢筋被腐蚀。
汽车工业,金属零部件那么多,要是腐蚀了车就容易出故障。
家庭里的金属制品,像铁锅要是被腐蚀得厉害就不能正常做饭了二、知识体系①知识图谱:- 在化学学科里,它跟电化学、氧化还原反应、金属性质这些都紧密联系着。
就像在电化学知识体系里的一个分杈,电化学是棵大树,金属腐蚀与防护就是一个很重要的树枝,还跟氧化还原反应这个树干血脉相连呢。
②关联知识:- 跟电化学是超级亲密的关系,像金属的电化学腐蚀就是电化学里很典型的应用。
还有金属元素的化学性质也有关联,比如金属的活泼性不同,腐蚀的难易程度也不同。
就好比不同性格的人在社会上遇到挑战时的反应不同,活泼的金属就比较容易被周围物质挑战(腐蚀)。
③重难点分析:- 重难点呢,难就难在理解金属电化学腐蚀的原理。
这需要搞清楚原电池反应。
按我的经验,很多同学就是在电子的得失流向、电极反应式这块搞混。
关键点就是得明白金属腐蚀时到底谁在失电子,失电子后产生了啥,这些就像解题的钥匙,弄懂了就能拿下这块知识。
《金属的电化学腐蚀与防护》说课课件(全国优质课获奖作品)
铁当年产量的25%-30%。
第二环节:师生互动,探究新知
创设问题情境1
面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害 事实,大家有没有想过,钢铁可能是怎样 被腐蚀的?
金属腐蚀:是指金属或合金跟接触的气体或液体 发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。 金属腐蚀的本质:金属原子 → 金属阳离子 M – ne- → Mn+(氧化反应)
2.教材的特点
(1)从知识角度看,是氧化还原反应知识的延伸
理论上,每一个可自发进行的氧化还原反应都可以设 计成一个原电池。
化学 氧化反应 角度 还原反应 (反应类型)
阳极 阴极
外电路的负极 物理 外电路的正极 角度 (电子流向)
“牺牲负极的正极保护法”
“牺牲阳极的阴极保护法”
2.教材的特点
(2)从教材的呈现方式看,采用螺旋式组织结构编写
学习化学知识,就是要通过对其理论的探究,来指导 我们的生产、生活和社会实践,最终达到学以致用的目的。 对金属腐蚀的现象和危害及金属防腐措施,学生有着 较为丰富的生活经验,但存在的主要问题是对知识的学习 只注重表面现象,缺乏一定的综合思维能力。通过本节学 习,有助于学生将感性认识转化为理性认识,从而体会化 学学习的价值,更有利于培养学生发现问题、分析问题、 联系实际解决问题的能力。
第二环节:师生互动,探究新知
创设问题情境2
钢铁及其制品通常为含碳的铁合金, 钢铁在干燥的空气中不易生锈,而在潮湿 的环境里或湿度较大的环境里长期放置, 常易生锈变红,原因是什么?
第二环节:师生互动,探究新知
实验探究
向铁粉中加入少量的炭 粉,混合均匀后,撒入内壁
分别用氯化钠和稀醋酸润湿
过的两个锥形瓶中,按图示 装置好仪器,观察、比较导 管中水柱(在水中滴加几滴 红墨水)的变化和试管中的现象。
金属的电化学腐蚀与防护教学设计高二化学人教版选修4
第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护一.教材分析本课时讲授选修4第四章第四节《金属的电化学腐蚀与防护》,本节的主要内容有三个方面:一、揭示金属腐蚀的严重危害;二、金属腐蚀的原因;三、金属防护。
鉴于金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更为普遍也更为严重,本课以最常见的钢铁锈蚀为例,剖析了金属的两种电化学腐蚀过程——吸氧腐蚀和析氢腐蚀,且重点介绍了金属的两种电化学腐蚀方法——牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。
本课内容较为简单,联系原电池以及电解池部分内容来解决问题。
在教学上,一方面是要让学生了解金属发生腐蚀的原因及现代防腐措施,同时还要让学生知道:防止金属腐蚀,任重道远!二.学情分析本课时重点在于三个探究性实验,学生在知识上存在的问题不大,主要是实验操作和动手能力的极度缺乏,会给这节课带来一些难点。
大部分学生思考问题的深度不够,可能会导致教学过程中某些关键点的导出困难。
三.教学大纲及考试说明教学大纲:金属的电化学腐蚀与防护-知道"是什么"。
能够根据所学知识的要点识别有关材料考试大纲:理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
四.教学目标1.知识与技能知道金属腐蚀的两种类型能够解释金属发生电化学腐蚀的原因了解防止金属腐蚀的具体方法2.过程与方法学会从视频材料以及教材中获取关键信息学会通过实验从微观上来研究宏观现象通过探究学习,训练学生的定性实验能力,培养学生的定量实验思维3.情感态度与价值观认识到金属腐蚀的严重危害通过探究活动,发展学生的合作探究能力,学会合作学习与交流通过实验这一科学研究方法,培养学生实事求是的科学精神和态度五.教学重难点重点:金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护难点:金属发生吸氧腐蚀的电化学原理六.课时安排 1课时七.教学方法:1、本节教学在整体设计上应以色彩鲜明的图像和现象明显的实验作为重要的辅助手段,以强化学生的直观感受,有利于学生加深对相关知识的理解。
高中化学人教版选修四 4-4 金属的电化学腐蚀与防护 课件(19张)
锌板(辅助阳极)
(不溶性)
除此以外还有其它的防护方法吗?
金属防护的方法
镀铬 烤蓝 烤漆 包塑料
涂机油
涂黄油
镀锌
讨论:下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是:
Fe Fe Cu Fe Fe Cu Cu Fe
规律小结
1、在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下: 阳极腐蚀>负极腐蚀>化学腐蚀>有防腐的腐蚀 2、防腐措施由好到坏的顺序如下: 阴极保护>正极保护>一般防腐>无防腐的腐蚀
世界的美, 在于有一双擅于发现她的眼睛!
学以致用, 在于有一颗勤于思考的大脑!
科学探究
向具支试管中加入打磨过的铁钉和铁丝, 倒入溶液按图装置好仪器。几分钟后, 观察、比较导管中水柱的变化。 实验现象: 1号导管中有气泡产生, 2号和3号导管中液面上升, 思考:导管中的水柱变化说明什么? 产生气泡,说明铁钉在酸性环境中生成了气体。 液面上升,说明铁钉在中或碱性环境中消耗了气体。
钢铁的腐蚀:
钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
3、钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条 件
水膜呈酸性。
负极:Fe Fe−2e-=Fe2+
+ -
水膜呈中性、碱性或弱酸性
2Fe−4e-=2Fe2+
-
2H +2e =H2↑ O2+2H2O+4e =4OH 电 正极:C 极 总反应: Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 反 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 应
负 正 牺牲阳极的阴极保护法
人教化学选修4第4章 金属的电化学腐蚀与防护
4、用铝制饭盒盛放醋酸,一段时间后, 饭盒被腐蚀,该种腐蚀属__化__学___腐蚀, 反应化学方程式为2Al+6CH3COOH=2(CH3COO)3Al+,3H2↑ 若用铝制饭盒盛放食盐(含水时),一段 时间后,饭盒被腐蚀,这种腐蚀叫 做 电化学腐蚀,反应原理是(写电极反应 式)负极:__4_A_l_-1_2_e_-=__4A__l3_+ __________,
2、用所选用的实验装置和试剂,你看到 了什么实验现象?
3、实验现象所涉及的反应原理是什么?
总结提升——超越实验
1、金属腐蚀的本质是什么? 2、根据金属腐蚀的原理,我们可以
给金属的腐蚀怎样分类? 3、按照腐蚀的分类,哪种腐蚀更普
遍,其危害更大?为什么?
刷油漆
衣架和电线如何防锈?
外面包上一层塑料层
不能刷油漆防锈,可涂油脂
热 镀 锌 管
汽电 车镀
哑 铃 、 轮 毂 、
加 有 机 硅 涂 层 的 变 压 器
牺 牲 阳 极 的 阴 极 保 护 法
船身上装锌块 用牺牲锌块的方法来保护铁
用牺牲镁块的方法来防止地下钢 铁管道的腐蚀,镁块要定期更换
外加电流保护法
使 用 不 锈 钢
1、以下现象与电化学腐蚀无关的是( D ) A.镀锡铁器比镀锌铁器表面破损= 4OH- 。
(2)铜制品在经常下酸雨的地区电化学腐蚀严重。 写出此电化学腐蚀的电极反应式:
负极_____C_u_-_2_e_-_=__C_u_2_+ ______,
正极__O_2_+__4_e_-+_2_H_2_O__=_4_O_H__- ___。
人教版高二化学选修4教学课件:第四章4.4 金属的电化学腐蚀与防护(共23张PPT)
一、金属的电化学腐蚀
2. 钢铁的电化学腐蚀
铁是负极,铁失去电子而被氧化成Fe2+: Fe − 2e- ══ Fe2+
碳是正极,发生的反应有两种情况: a. 水膜呈弱酸性或中性:(吸氧腐蚀)
O2 + 4e- + 2H2O ══ 4OHb. 水膜的酸性较强:(析氢腐蚀)
2H+ + 2e- ══ H2↑
金属腐蚀快慢的规律
(1)电解池的阳极>原电池的负极>化学腐 蚀>原电池的正极>电解池的阴极。
(2)对同一金属来说,在不同溶液中腐蚀的 快慢:强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质 溶液。
(3)活泼性不同的两金属,活泼性差别越大 ,腐蚀越快。
(4)对同一种电解质溶液来说,电解质浓度 越大,腐蚀越快。
课堂练习
因素
金属活泼性有关
温度有关
速率
电化学腐蚀 > 化学腐蚀
联系 往往同时发生,但电化学腐蚀更普遍,危害更严重
学问与
烧过菜的铁锅如果未及时洗净(残液中含NaCl) ,第二天便出现红褐色锈斑。请问这种腐蚀是化学 腐蚀还是电化学腐蚀?为什么?
课堂练习
1. 下列有关金属腐蚀的说法中正确的是( C )
①金属的腐蚀全部是氧化还原反应 ②金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀,只有
制成不锈钢 …
二、金属的电化学防护
1. 牺牲阳极的阴极保护法
构成原电池,被保护金属做正极
锌块
牺牲阳极的阴极保护法示意图
阴极:发生还原反应的电极 阳极:发生氧化反应的电极
牺牲锌块保护船身
科学探究
用实验验证牺牲阳极的阴极保护法
讨论:1. 电压表指针有何变化?为什么?
人教版高中化学选修4:4.4《金属的电化学腐蚀与防护》
部位很容易生锈
极80多年了,却很少
生锈
②电化学腐蚀。
海边的铁制品比较容易生锈。
钢铁在干燥的空气里长时间不易 被腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被 腐蚀,这是什么原因呢?
在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的 水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等气体,这样在 钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁 里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。
2.下列现象与电化学腐蚀无关的是( D)
A.黄铜制作的铜锣不易产生铜绿 B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易
生锈 C.铁制器件附有铜制配件,在接触处
易生铁锈 D.银质奖章久置表面变暗
3.如图, 水槽中试管内有一枚铁 钉,放置数天观察:
(1)若液面上升,则溶液呈 弱酸性或,中性发生 腐蚀,电吸极氧反应式为:
(2) 负极: 2Fe -4e-=2F, e2+ 正极: O2+2H2O+4e。-=4OH-
(2)若液面下降,则溶液呈 较- 2e-,=Fe2+
正极:
2H++2e-。=H2↑
二、金属的防护
(1)制成合金(不锈钢) ——改善金属的内部组织结构(内因)
(2)在金属表面覆盖保护层 ——电镀、油漆、钝化等
(3)电化学保护法 ——牺牲阳极的阴极保护法、 外加直流电源的阴极保护法
牺牲阳极保护法:
形成原电池反应时,让被保护金属做正 极,不反应,起到保护作用;而活泼金属反 应受到腐蚀。
外加电流的阴极保护法:
将被保护的钢铁设备(如钢闸门)做阴极, 用惰性电极做辅助阳极,在外加直流电作用下, 电子被迫流向被保护的钢铁设备,使钢铁表面 的腐蚀电流降至零或接近等于零。
1.总结本节内容 2.完成学案上课后作业
人教版高中化学选修4导学案:4.4金属的电化学腐蚀与防护 -含答案
第四节金属的电化学腐蚀与防护1.认识金属腐蚀的危害,能利用原电池原理解释电化学腐蚀的原因。
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.了解金属腐蚀的防护方法。
金属的腐蚀1.概念:金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
2.本质:金属原子失去电子变为阳离子,金属发生氧化反应。
3.分类(1)化学腐蚀:金属跟接触到的干燥气体或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
(2)电化学腐蚀:不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子而被氧化。
电化学腐蚀又可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
4.钢铁的电化学腐蚀1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)金属的腐蚀都是金属失去电子被氧化的过程,所以都是化学腐蚀。
( )(2)因为CO2普遍存在,所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主。
( )(3)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe-3e-===Fe3+。
( )(4)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别在于前者有H2生成,后者有O2参加。
( )答案:(1)×(2)×(3)×(4)√2.请以吸氧腐蚀为例,用化学方程式解释铁锈(Fe2O3·x H2O)的形成过程。
(1)负极:____________________________________。
(2)正极:____________________________________。
(3)总反应:__________________________________。
(4)__________________________________________。
(5)__________________________________________。
答案:(1)Fe -2e -===Fe 2+(2)O 2+4e -+2H 2O===4OH -(3)2Fe +O 2+2H 2O===2Fe(OH)2 (4)4Fe(OH)2+O 2+2H 2O===4Fe(OH)3 (5)2Fe(OH)3===Fe 2O 3·x H 2O +(3-x )H 2O化学腐蚀与电化学腐蚀的比较(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性,实际情况中以吸氧腐蚀为主。
高中化学选修4 金属的电化学腐蚀和防护共20页
高中化学选修4 金属的电化 学腐蚀和防护
41、实际上,我们想要的不是针对犯 罪的法 律,而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民,就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律,法律受制于情 理。— —托·富 勒
高中化学 金属的电化学腐蚀与防护
法可以防止钢铁腐蚀,通常将钢铁与电源的负极相连,另一惰性电 极作为阳极,通电后电子流向被保护的钢铁设备,在钢铁表面积累 大量的负电荷; 从而抑制钢铁失去电子, 故 A 项错误; 铁比锡活泼, 构成原电池时,铁优先失电子被氧化,腐蚀速度加快,B 项错误; 利用原电池原理防止钢铁腐蚀时,通常将铁与更活泼的金属相连, 更活泼的金属作负极,失去电子,而铁作正极,得到保护,此方法 叫牺牲阳极的阴极保护法,故 C 项正确;若钢铁与铜相连,铁比铜 活泼,作负极,失电子被氧化,腐蚀速度加快,D 项错误。
答案:C
5.下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是(
)
A.钢铁与外加直流电源的正极相连可以保护它不受腐蚀 B.镀锡铁表面有划损时,仍然能阻止铁被氧化 C.利用牺牲阳极的阴极保护法防止钢铁腐蚀时,钢铁作正极 D.在海轮外壳连接铜块可以保护钢铁外壳不受腐蚀
[解析]
本题考查金属的腐蚀与防护。用外加电流的阴极保护
[答案] C
6.下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( A.钢管与电源正极连接,钢管可被保护 B.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀 C.钢管与铜管露天堆放在一起,钢管不易被腐蚀
)
D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是 Fe-3e ===Fe3
-
+
解析:A 项:钢管与电源负极相连被保护,与电源正极相连被 腐蚀;C 项:因形成原电池,铁(钢)作负极被腐蚀;D 项:负极反 应应为 Fe-2e ===Fe2 。
A.Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ C.Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ
B.Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ D.Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ
答案:B
4.(2012· 安徽江南十校)如图装置中,小试管内为红墨水,带 有支管的 U 形管中盛有 pH=4 的雨水和生铁片。经观察,装置中 有如下现象:开始时插在小试管中的导管内的液面下降,一段时间 后导管内的液面回升, 略高于 U 形管中的液面。 以下有关解释合理 的是( )
4.4 金属的电化学腐蚀与防护(精讲课件)-高二化学(人教版选修4)
金属的电化学防护
3.牺牲阳极的阴极保护法的实验
金属的电化学防护
按如图所示连接好装置,往 Fe 电极区滴入 2 滴 K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液(已知 Fe2+与[Fe(CN)6]3-反应生 成 蓝 色 的 铁 氰 化 亚 铁 沉 淀 : 3Fe2 + + 2[Fe(CN)6]3 - ===Fe3[Fe(CN)6]2↓),可以看到电压表指针 发生偏转 , Fe 电极上有 气泡 产生,没有蓝色沉淀生成,说明溶液中 不含 Fe2+,Fe 受到 保护 。
A.②①③④⑤⑥ C.⑤④②①③⑥
B.⑤④③①②⑥ D.⑤③②④①⑥
即时应用
4.钢铁工业是国家工业的基础,钢铁生锈现象却随处可 见,为此每年国家损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过 程中的有关问题。
即时应用
(1)钢铁的电化学腐蚀原理如图所示:①写出石墨电极 的电极反应式____O__2_+__4_e-_+__2_H__2_O_=_=_=__4_O_H__-__________;
金属的电化学腐蚀
2.钢铁的化学腐蚀
[重点解读] 金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
金属的电化学腐蚀
即时应用
1.铁生锈是一种常见的自然现象,其主要的化学反应方 程式为:4Fe+3O2+xH2O===2Fe2O3·xH2O。如图为一放在 水槽中的铁架,水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是
( C)
A.①
B.②
C.③
D.④
即时应用
2.如图装置中,小试管内为红墨水,具支试管内盛有 pH=5 的雨水和生铁片。观察到开始时导管内液面下降, 一段时间后导管内液面回升,略高于小试管液面。以下有关 解释合理的是( )
即时应用
A.生铁片中的碳是原电池的阳极,发生还原反应 B.雨水酸性较强,生铁片仅发生析氢腐蚀 C.红墨水回升时,碳极反应式: O2+2H2O+4e-===4OH- D.具支试管中溶液 pH 逐渐减小
金属的电化学腐蚀与防护教案示范三篇
金属的电化学腐蚀与防护教案示范三篇金属的电化学腐蚀与防护教案1教材分析:本节课程是高中化学的第四章第四节,着重介绍了金属的电化学腐蚀和防护的基础概念、原理和方法。
教材主要内容包括金属腐蚀的原因、腐蚀过程和类型,腐蚀的防护措施,以及防护材料的种类和应用。
教学目标:1. 理解金属腐蚀的原理和分类,知道何种因素引起腐蚀。
2. 了解金属腐蚀的过程,掌握腐蚀程度的判断方法。
3. 掌握金属的防腐方法,包括阳极保护、阴极保护、涂层保护等。
4. 了解防腐材料的种类和特点,学会正确使用防腐涂料。
5. 培养学生创新思维和探究精神,鼓励学生从职业方向出发,对未来进行规划和预测。
教学重点:1. 腐蚀的种类和原理;2. 防腐的措施和方法;3. 金属腐蚀评价和防腐涂料选用的标准。
教学难点:1. 腐蚀的电化学原理,包括阳极、阴极和电解质的反应过程。
2. 不同金属在不同环境下腐蚀的机理及防止腐蚀的方法;3. 防腐涂料的选用,涂层的厚度和附着力的衡量方法。
学情分析:本节课程是高中化学中的选修内容,通常在年级较高,化学基础知识相对扎实的学生中教授。
学生应该已经在前面的章节中学习了电化学的基础知识,如电极反应等,有一定的认知基础。
但对于电解质的种类、腐蚀机制等知识掌握不深刻。
部分学生可能没有接触过防腐涂料及防腐涂料的应用,在实验操作上可能需要师生合作互动。
教学策略:1. 采用启发式教学法,引导学生通过实验和讨论理解腐蚀的机理和防护原理。
2. 通过引导学生进行实际问题分析,提高学生独立思考和判断能力。
3. 通过研究具体的防腐实践案例,引导学生理解和掌握防腐的科学方法和实用技术。
4. 通过实验和模拟仿真,激发学生的探索精神和创新意识。
5. 课后安排相关的实验练习以及习题训练,巩固学生所学知识和应用能力。
教学方法:1. 课堂讲授结合视听、图像等多媒体资源,生动直观展示相应的实验现象及防腐涂料的应用例子等;2. 小组讨论及实验操作,寻找金属腐蚀的规律;3. 仿真实验、实物展示等多种方式交替使用,提高学生的学习兴趣和深度;4. 队伍合作、个人发现等多元化学习方式,培养学生的能力和探究意识。
《金属的腐蚀与防护》教学设计最全版
《金属的腐蚀与防护》教学设计本节内容选自人教版高中化学选修4第四章第4节《金属的电化学腐蚀与防护》,本节知识用时二课时,本设计为第一课时。
以省级重点中学某平行班高二学生为教学对象。
一、教学设计思路分析1、教材分析本节课的地位和作用:金属腐蚀是生活、生产中常见的现象,与社会的发展息息相关。
它不但造成了巨大的资源的浪费,也给国民经济造成巨大的损失。
因此,我们要了解金属腐蚀的危害,掌握其原理,从而寻找对应的解决办法而达到节约资源的目的。
这一课题主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀的原理等知识。
它巩固了氧化还原反应、离子反应、原电池的知识。
金属的腐蚀是研究化学反应与能量具体直观的体现,为学习金属的防护打下基础。
教材重点:电化学腐蚀(析氢腐蚀和吸氧腐蚀)的本质。
教材难点:析氢腐蚀、吸氧腐蚀的原理2、学情分析本节课之前学生已经初步学习了氧化还原反应、离子反应、原电池的原理等,对金属腐蚀有感性认识,只是未归纳、整理、提升到具体腐蚀的条件及原理。
金属腐蚀是生活常见的化学现象。
省重高二平行班学生的知识结构基本清晰,但是在设计实验、观察、记录现象等方面的能力不够全面,往往会遗漏信息,因此在教学中教师要充分发挥引导作用,抛出问题让学生的思路更明了,运用旧知分析新的实验现象,可提高学生的逻辑思维能力。
二、教学方案设计1、教学目标知识与技能:通过情境激趣、实验探究等,分析、归纳、掌握析氢腐蚀和吸氧腐蚀原理。
过程与方法:通过比较不同条件下铁生锈的生活实例,了解“类比”与“对比”在化学学习中的作用和重要性,学会获取知识的方法。
情感、态度与价值观:通过金属腐蚀与生产、生活实际相联系的内容,提高学习兴趣;过了解化学腐蚀的危害性,认识到学习化学的重要性和必要性。
2、教学方法情境法﹑多媒体展示法、实验探究法。
3、教学准备信息素材:全球钢铁腐蚀的数据、潮湿环境下钢铁生锈图片,析氢腐蚀图片、吸氧腐蚀的模拟图片等;实验素材:铁粉、碳粉、10%稀硫酸、10%稀醋酸、红墨水、泡菜水、烧杯、滴定管等;课前分组:依据“同组异质,异组同质”的原则,将全班同学分组。
【推荐下载】高中高二化学金属的腐蚀与防护知识点归纳
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高中高二化学金属的腐蚀与防护知识点归纳
化学一词,若单是从字面解释就是变化的科学。
为大家推荐了高二化学金属的腐蚀与防护知识点,请大家仔细阅读,希望你喜欢。
一、教材分析
《金属的电化学腐蚀与防护》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第四章第四节,在学习了原电池原理及电解池原理的基础上展开,介绍了金属腐蚀造成的严重危害、电化学腐蚀的原理及防止金属腐蚀的几种方法,重点是掌握金属电化学腐蚀(析氢腐蚀和吸氧腐蚀)的本质(金属表面形成了微型原电池),同时指出,人们根据对金属电化学腐蚀本质的认识,发现了防护金属电化学腐蚀的方法,并具体地介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法,不但运用原电池原理(牺牲阳极的阴极保护法),也再次运用了电解原理(外加电流的阴极保护法),加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。
本节内容是本章理论知识的实际应用,有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
二、教学目标
1.知识目标:
(1) 知道金属腐蚀的两种类型(化学腐蚀和电化学腐蚀)。
(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。
1。
人教版高中化学选修四课件4.4《金属的电化学腐蚀与防护》2.pptx
①牺牲阳极的阴极保护法
将还原性强的金属作为保护极与被保护金属相连构成原 电池,还原性较强的金属作为负极发生氧化反应而损耗, 被保护金属作为正极避免腐蚀。这种保护法牺牲了阳极 保护了阴极,所以叫牺牲阳极的阴极保护法。
②外加电流的阴极保护法
将被保护金属与外加直流电源的负极相连让其成为阴极, 而将直流电源的正极接到惰性电极上,让其成为阳极。
Fe-2e-=Fe2+
2H++2e-=H2↑
O2+2H2O+4e-=4OH-
Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
Fe2++2OH-=Fe(OH)2
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O
三、金属的防护 1、目的:防止金属被氧化 2、依据:依据金属腐蚀的化学反应原理和腐蚀类型来确 定金属防护的方法。 3、方法: (1)制耐腐蚀合金:不锈钢等; (2)隔离法防护:电镀、喷漆、涂油等; (3)电化学保护法: 金属在发生电化学腐蚀时,总是活泼金属做负极被腐蚀, 作为正极的金属不被腐蚀。如果能让被保护金属成为正 极,则该金属不被腐蚀。要达到此目的,通常有两种方 法:
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
钢铁吸氧析氢腐蚀和吸氧腐蚀的对比
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
形成条 件
反应过 程
水膜酸性较强
水膜酸性较弱或呈中性
负极
正极
总反应
其他反 应及产 物
H+H2
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
钢铁吸氧析氢腐蚀和吸氧腐蚀的对比
形成条 件
反应过 程
金属的电化学腐蚀与防护人教版版高中化学选修优质教材
1、牺牲阳极的阴极保护法: P86
①牺牲阳极保护法
原理 :形成原电池反应时,让被保护金属做正 极(阴极),不反应被保护;而活泼金 属做负极(阳极)被腐蚀。
2、外加电源的阴极保护法: P86
辅助阳极 (不溶性)
② 外加电流法的阴极保护法
原理: 通电后电子被强制流向被保护的钢铁设
备,使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近零, 从而起到保护作用。
原电池形成的条件:
①有两种活性不同的金属或非金属做电极 ②两极插入电解质溶液中
③形成闭合回路
④自发的氧化还原
(1)析氢腐蚀: 当钢铁处于酸性环境中
负极: Fe - 2e- = Fe2+ 正极: 2H++ 2e- = H2↑ 电池反应: Fe + 2H+ = Fe2+ +
H2↑
(2)吸氧腐蚀:中性或酸性很弱条件下
例4: 下列装置中四块相同的Zn片,放置一段时间后腐蚀速 率由慢到快的顺序是 (4) (2) (1) (3)
例5、 分析右图,按要求写出有关反应方程式:
(1)、铁棒上的电极反应式为:
(2)、碳棒上的电极反应式为:
(3)、溶液中发生反应的化学方程式: 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2Fe–4e-=2Fe2+ 例6、 镍—镉可充电电池可发生如下反应: O2+2H2O+4e-=4OH-
解析:属于电化学腐蚀。
因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因 为Fe、C和NaCl溶液形成原电池。铁作负极, 失去电子变成亚铁离子,从而被腐蚀。
金属的电化学腐蚀
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【关键字】高中训练5 金属的电化学腐蚀与防护[基础过关]一、金属的腐蚀1.关于金属腐蚀的叙述中,正确的是 ( ) A.金属被腐蚀的本质是M+nH2O===M(OH)n+H2↑B.马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时,首先是镀层被氧化C.金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D.常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀2.下列事实与电化学腐蚀无关的是 ( ) A.光亮的自行车钢圈不易生锈B.黄铜(Cu、Zn合金)制的铜锣不易生锈C.铜、铝电线一般不连接起来作导线D.生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈3.出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。
下列说法不正确的是( ) A.锡青铜的熔点比纯铜低B.在自然环境中,锡青铜中的锡可对铜起保护作用C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D.生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程二、铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀4.下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的是 ( ) A.铁为正极B.碳为正极C.溶液中氢离子浓度不变D.析氢腐蚀在任何溶液中都会发生5.在铁的吸氧腐蚀过程中,下列5种变化可能发生的是 ( )①Fe由+2价转化成+3价②O2被还原③产生H2④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·xH2O ⑤杂质C被氧化除去A.①②④ B.③④C.①②③④ D.①②③④⑤6.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应为2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2。
以下说法正确的是 ( ) A.负极发生的反应为Fe-2e-===Fe2+B.正极发生的反应为2H2O+O2+2e-===4OH-C.原电池是将电能转变为化学能的装置D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀7.如图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。
下列有关描述错误的是 ( )A.生铁块中的碳是原电池的正极B.红墨水水柱两边的液面变为左低右高C.两试管中相同的电极反应式是Fe-2e-===Fe2+D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀三、金属的防备方法8.下列金属的防备方法不正确的是 ( ) A.对健身器材涂油漆以防止生锈B.对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈C.用牺牲锌块的方法来保护船体D.自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈9.下列举措不能防止或减缓钢铁腐蚀的是 ( ) A.在钢铁制品表面镀一层金属锌B.将钢铁制品放置在潮湿处C.在钢铁中加入锰、铬等金属,以改变钢铁结构D.将钢铁制品与电源负极相连10.为了防止钢铁锈蚀,下列防护方法中正确的是 ( ) A.在精密机床的铁床上安装铜螺钉B.在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨,一同浸入海水中C.在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D.在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极[能力提升]11.镁、铝、铁是重要的金属,在工业生产中用途广泛。
(1)镁与稀硫酸反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________________________________________。
(2)铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________。
(3)在潮湿的空气里,钢铁表面有一层水膜,很容易发生电化学腐蚀。
其中正极的电极反应式为_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)在海洋工程上,通常用铝合金(AlZnCd)保护海底钢铁设施,其原理如图所示:其中负极发生的电极反应为________________________________________________;在实际应用中,用铝合金而不选用纯铝,纯铝不能很好地起到保护作用,其原因是________________________________________________________________________ ____________________。
12.对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。
(1)以下为铝材表面处理的一种方法:铝材脱脂, 碱洗,水洗,除灰,电解H2SO4溶液耐蚀铝材废电解液①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是_______________________________________________________________________ (用离子方程式表示)。
为将碱洗后槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的________。
a.NH3b.CO2c.NaOH d.HNO3②以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极的电极反应式为________________________________________________________________________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是________________________________________________________________________。
(3)利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于________处。
若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为________________________________________________________________________。
13.钢铁工业是国家工业的基础,请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。
(1)生产中可用盐酸来除铁锈。
现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,溶液中发生的化合反应的化学方程式是__________________________________________。
(2)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀________。
(3)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。
装置示意图如右:①A电极对应的金属是__________(写元素名称),B电极的电极反应式是________________________________________________________________________。
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量差为5.12 g,则电镀时电路中通过的电子为________mol。
③镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
14.如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。
为研究铁锈蚀的影响因素,某同学做了如序号内容实验现象1 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月干燥的铁丝表面依然光亮2 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时铁丝表面依然光亮3 常温下将铁丝放在潮湿空气中一个月铁丝表面已变得灰暗4 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时铁丝表面略显灰暗5 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面已变得灰暗6将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面灰暗程度比实验5严重回答以下问题:(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)____________;在电化学腐蚀中,负极反应是________________________________________________________________________________;正极反应是______________________________________________;(2)由该实验可知,可以影响铁锈蚀速率的因素是_______________________________ ________________________________________________________________________;(3)为防止铁的锈蚀,工业上普遍采用的方法是_________________________________ ________________________________________________________________________(答两种方法)。
[拓展探究]15.某研究小组对铁生锈进行研究。
(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图),探究铁生锈的条件。
经过较长时间后,甲同学观察到的现象是A中铁钉生锈;B中铁钉不生锈;C中铁钉不生锈。
①通过上述实验现象分析,可得出铁生锈的外部条件是________________________________________________________________________;②铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为___________________________________ __________________;③实验B所用的水要经过__________处理;植物油的作用是____________________;④实验C中碱石灰的作用是________________________________________________。
(2)乙同学为了达到同样目的,设计了实验D(如图),发现一段时间后,试管中的液面升高,其原因是______________________________________________________________ ________________,该实验________(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。
答案1.C 2.A 3.D 4.B 5.A 6.A 7.B 8.B 9.B 10.C11.(1)Mg +2H +===Mg 2++H 2↑(2)2Al +Fe 2O 3=====高温Al 2O 3+2Fe(3)2H 2O +O 2+4e -===4OH -(4)Al -3e -===Al 3+ 铝表面易被氧化,生成一层致密而坚固的氧化物薄膜,使金属铝呈现“惰性”12.(1)①2Al+2OH -+2H 2O===2AlO -2+3H 2↑ b②2Al+3H 2O -6e -===Al 2O 3+6H +(2)补充溶液中的Cu 2+,保持溶液中Cu 2+的浓度恒定(3)N 牺牲阳极的阴极保护法13.(1)2FeCl 3+Fe===3FeCl 2 (2)BD(3)①铜 Cu 2++2e -===Cu ②0.08 ③铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀14.(1)3、4、5、6 2Fe -4e -===2Fe 2+(或Fe -2e -===Fe 2+) 2H 2O +O 2+4e -===4OH -(2)湿度、温度、O 2的浓度、电解质的存在(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层法,牺牲阳极的阴极保护法等15.(1)①有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)②O 2+4e -+2H 2O===4OH -③煮沸(或“除去氧气”) 隔绝空气(或“防止氧气与铁接触”) ④吸收水蒸气(或“干燥”、“保持试管内干燥环境”)(2)铁的腐蚀要吸收氧气(或“氧气参与反应”、“消耗了氧气”)使气体体积减小 不能此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word 可编辑版本!。