4.3金属的腐蚀与防护（导学案）-【上好课】高二化学同步高效课堂（人教版2019选择性必修1）

第四章《化学反应与电能》导学案 第三节 金属的腐蚀与防护 【学习目标】 1.理解和掌握金属腐蚀的基本原理，包括电化学腐蚀过程和影响因素，如湿度、温度、电解质溶液等； 2.应用所学的金属腐蚀知识，对实际金属腐蚀问题进行分析和解决； 3.能够根据不同金属和环境选择适当的防护方法，如涂层、干燥、阴极保护等，并能够正确操作金属防护实验。 【学习重难点】 重点:金属的电化学腐蚀及电化学防护原理。 难点:钢铁的析氢、吸氧腐蚀 【课前检测】 【检测1】下列“铁钉镀铜”实验装置设计正确的是 A． B． C． D． 【检测2】用铂电极电解下列物质的溶液，当耗电量相同时，阴极和阳极上同时都有气体产生，且溶液的pH下降的是 A．H2SO4 B．CuSO4 C．HCl D．KCl 【课中探究】 情境导入：生活中的金属腐蚀 金属腐蚀的现象普遍存在，常常是自发进行的。比如我们会看到有些桥梁金属连接处会有铁锈，还有工厂设备的灵敏度降低也是金属环节生锈的原因，那么我们需要了解金属腐蚀的原因，并采取有效措施防止金属腐蚀具有重要意义。 一、金属的腐蚀 活动一、探究金属腐蚀的本质 任务1：引导学生思考金属腐蚀的条件及本质 【答题要点】 1.定义：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起的金属损耗的现象；由于接触的气体或液体情况不同，发生的腐蚀也不同，一般可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 2.本质：金属原子失去电子被氧化的过程。M－ne－→Mn+ 3. 化学腐蚀：金属其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2等）直接反应而引起的腐蚀。 【提示】影响因素：金属本身性质，受温度影响很大； 活动二、钢铁的腐蚀 任务1：分组讨论电化学腐蚀的原理 【过程设计】 1.分析钢铁成分的构成及腐蚀的环境条件： 【答题要点】 ①钢铁是由铁和少量的碳组成； ②在潮湿的空气里,钢铁的表面形成了一层溶液的薄膜。 2.分组讨论，钢铁在上述情况下能否构成原电池？ 【答题要点】 ①电解质溶液：潮湿的空气里,钢铁的表面形成了一层的薄膜； ②正负极：它和钢铁里的铁和少量的碳恰好构成了原电池。其中铁是负极,碳是正极。 任务2：分组讨论钢铁的腐蚀 【讨论1】钢铁腐蚀——析氢腐蚀 【答题要点】 1.腐蚀环境：酸性条件； 2.电极反应式： 负极（Fe）： Fe-2e- = Fe2+ 正极（C）： 2H++2e- = H2↑ 总反应：Fe+ 2H+=Fe2+ +H2↑ 3.现象：在酸性环境中，由于在腐蚀过程中不断有H2放出。 【讨论2】钢铁腐蚀——吸氧腐蚀 1.腐蚀环境：酸性很弱或呈中性； 2.实验过程：老师演示钢铁吸氧腐蚀的实验 ①实验过程： ②实验现象：铁钉表面有铁锈生成，导管中的水柱液面上升。 3.电极反应式：在NaCl溶液（中性）环境下 负极：Fe－2e－＝Fe2＋ 正极：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－ 总反应：2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2 ↓O2 Fe(OH)3 ↓ Fe2O3·xH2O 任务3：总结化学腐蚀和电化学腐蚀的关系 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 　金属或合金与氧化剂直接接触 　不纯金属或合金与电解质溶液接触 电流 　无电流产生 　有微弱电流产生 现象 　金属被腐蚀 　较活泼金属被腐蚀 本质 　M−ne−=Mn+ 　M−ne−=Mn+ 影响 与氧化剂的氧化性及温度等有关 与电解质溶液酸碱性及金属活动性有关 联系 两者往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍。　 活动三、新知应用——比较锌粒不同环境的反应速率 任务1：比较锌粒的化学腐蚀和电化学腐蚀的速度 【实验过程】 1.实验药品：Zn粒，CuSO4溶液, H2SO4溶液； 2.实验装置： 试管1：Zn粒+ H2SO4溶液；试管2：Zn粒+ H2SO4溶液（少量CuSO4溶液） 3. 实验现象：加入硫酸铜溶液的试管中的锌粒表面产生气泡更多，反应速率更快。 任务2：金属腐蚀快慢的判断 【老师总结】电解原理(阳极腐蚀)＞原电池原理(负极腐蚀)＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀 【对应训练1】下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中，不正确的是 A．图1铜板打上铁铆钉后，铜板不易被腐蚀 B．图2暖气片表面刷油漆可防止金属腐蚀 C．图3连接锌棒后，铁管道发生 D．图4 连接废铁后，电子由废铁流向阳极 【对应训练2】用如下装置进行铁的电化学腐蚀实验。下列说法正确的是 一段时间后，左侧试管发热，导管口有气泡产生。 A．铁发生的电极反应： B．铁腐蚀过程中，化学能