高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能--电池（第3课时）金属的腐蚀与防治教学设计2 鲁科版选修4-鲁科版高二选修4化学教案VIP专享VIP免费

选修4第1章3节化学能转化为电能--电池第3课时金属的腐蚀与防治【教学目标】1.知识与技能目标①通过对铜锌原电池的分析,了解原电池的工作原理,根据电流的方向判断原电池的正极和负极的方法,以及电池反应的概念。②通过学习、了解常见化学电池的种类及其工作原理,认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。③通过分析铜-铁接触处形成原电池的例子,理解金属腐蚀的电化学原理以及防护的原理。2.过程与方法目标①通过原电池装置的设计实验,培养学生动手、动脑的能力,以及分析、处理实验数据的能力。②通过交流讨论,训练学生的思维能力,培养学生获取分析处理、归纳信息的能力。3.情感态度与价值观目标通过学习,使学生从能量的角度比较深刻的了解化学学科学对人类的贡献,从而赞赏化学的作用。【教学过程】一、金属的腐蚀与防护1.金属的腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与接触到的物质直接反应不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应本质M－ne－===Mn＋现象金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生联系普遍性：电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，危害也更严重2钢铁的电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀水膜环境水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性负极反应Fe－2e－===Fe2＋2Fe－4e－===2Fe2＋正极反应2H＋＋2e－===H2↑O2＋4e－＋2H2O===4OH－总反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)24Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3联系吸氧腐蚀更普遍二、思考探究实验1：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。一段时间后，观察导管中水柱和铁钉的变化。如图1。图1图2实验2：向100mL烧杯中加入约50mL饱和食盐水后，插入两个玻璃筒(无底)；将一个无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中。如图2。问题思考：(1)实验1的实验现象是什么？铁钉为什么会生锈？说明什么问题？请分析变化的原因。【提示】实验1中导管中的水柱上升，铁钉生锈。说明该过程铁钉被腐蚀。铁钉发生的是吸氧腐蚀。(2)实验2的电流计的指针是否偏转？说明什么问题？若向实验2的插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，将会看到什么现象？说明什么问题？请写出相关电极反应式。【提示】电流计指针偏转。说明有电流通过。向碳棒一端加入酚酞，显红色。说明该极的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(3)若将实验1和实验2的溶液换为盐酸(均足量)。实验1存在哪些形式的化学腐蚀？实验2中是否有电流通过？写出相关电极反应式。【提示】若换为盐酸，则实验1中会发生铁与盐酸的化学腐蚀，同时也有电化学腐蚀。实验2中则发生电化学腐蚀。正极：2H＋＋2e－===H2↑，负极：Fe－2e－===Fe2＋。三、认知升华1．金属腐蚀类型的判断方法(1)根据是否发生原电池反应来判断。发生原电池反应引起的金属腐蚀，属于电化学腐蚀，否则属于化学腐蚀。(2)根据金属的活动性及电解质溶液的酸性判断，位于金属活动性顺序表中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀；金属活动性顺序在氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。2．影响钢铁腐蚀的因素水、空气、电解质溶液、不活泼金属杂质的存在。四、金属的电化学防护1.牺牲阳极的阴极保护法应用原电池原理，让被保护金属做正极，一种活泼性较强的金属做负极，用导线相连。2．外加电流的阴极保护法利用电解原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极。在电解质溶液里，接外加直流电源。3金属的其他保护方法（1）把金属制成防腐的合金，如不锈钢。（2）加保护层。如喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化。五、[思考探究]按如图所示连接好装置；往Fe电极区滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液。已知Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓。问题思考：(1)电压表指针有何变化？为什么？【提示】电压表指针发生偏转。Zn—Fe—酸化NaCl溶液形成原电池。(2)Zn、Fe两个电极上发生了什么反应？【提示】Zn电极：Zn－2e－===Zn2＋Fe电极：2H＋＋2e－===H2↑。(3)在这种装置中有没有Fe2＋产生？说明了什么问题...