4.3 金属的腐蚀与防护 课件2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修1

选择性必修1 第四章 化学反应与电能 第三节 金属的腐蚀与防护 01 03 02 宏观辨识与微观探析 科学态度与社会责任 科学探究与创新意识 通过观察到的实验现象，证据推理得到实验结论，初步形成分析推理、对比归纳的能力及宏观辨识与微观探析的核心素养。 通过对金属腐蚀原理的探析， 加深对与原电池工作原理的认识初步建立金属腐蚀的基本模型，提高设计实验能力、创新能力及模型认知能力。 通过创设真实有意义的教学情境，认识化学知识与人类生活的密切联系，体会化学科学的重要性，激发学生积极参与学习的激情，感受科学精神与社会责任核心素养。 学习目标 2 任务一 探究金属腐蚀的原理 品 名：一次性保暖贴 主要成分：铁粉、活性炭、食盐、水、蛭石、 吸水性树脂。 使用说明：使用时将外包装袋撕开，取出内袋，将保护纸揭下，贴在需要取暖或热敷部位的内衣外侧；严禁直接接触皮肤。 “暖宝宝”是冬天保暖措施之一， 请结合一次性保暖贴的说明书 思考讨论：保暖贴的发热原理是什么？ 3 实验目的： 探究O2 是否参与反应 实验用品：铁-碳粉、食盐水、锥形瓶、导管(带塞)、烧杯 实验方案： 实验现象： 实验结论： 任务一 探究金属腐蚀的原理 如右图 实验目的： 探究O2 是否参与反应 实验用品：铁-碳粉、食盐水、锥形瓶、导管(带塞)、烧杯 实验方案： 实验现象： 实验结论： 任务一 探究金属腐蚀的原理 氧气参与反应 右端导管中的液面上升 如右图 数字化实验证明钢铁腐蚀时氧气参与反应 数字化实验测定钢铁腐蚀时氧气浓度变化 实验目的：探究 Fe-C-食盐水 能否形成原电池 实验药品：铁片、碳棒、食盐水 实验仪器：烧杯、导线、灵敏电流计 实验方案： 实验现象： 实验结论： 任务一 探究金属腐蚀的原理 Fe-C-食盐水 形成原电池 灵敏电流计指针偏转 如右图 实验目的：探究电极产物 实验药品：铁氰化钾溶液、酚酞 实验步骤： 实验现象： 实验结论： 负极溶液生成蓝色沉淀， 正极溶液变红，pH增大 负极产物为Fe2+，正极产物为OH- 任务一 探究金属腐蚀的原理 负极：Fe-2e-=Fe2+ 正极：O2+2H2O+4e-=4OH- 电极反应物与产物分别是 什么？如何验证？ 资料卡片：已知Fe2＋与K3[Fe(CN)6]溶液，反应生成KFe[Fe(CN)6]沉淀 (黄色) （带有特征蓝色） 取负极附近溶液少许于试管中， 加入铁氰化钾溶液；取正极附近溶液少许于 另一试管中，滴加酚酞溶液。 负极材料 离子导体 正极材料 电子导体 电极反应 电极产物 微观过程 电极 反应物 失电子 氧化反应 电子移动方向 自发的氧化还原反应 得电子 还原反应 Fe-2e-=Fe2+ O2+4e-+2H2O=4OH- 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 / Fe Fe / O2 C Fe2+ OH- Fe(OH)3 Fe2O3 • nH2O 宏观现象 原理维度 装置维度 NaCl溶液 导线 阳离子 阴离子 任务一 探究金属腐蚀的原理 吸氧腐蚀 模型构建 任务一 探究金属腐蚀的原理 文献研究表明SO2、NO2 会加重钢的腐蚀，请结合原电池原理来分析原因。 析氢腐蚀 负极：Fe - 2e- = Fe2+ 正极：2H+ + 2e- = H2↑ 总反应： Fe +2H+ = Fe2+ + H2↑ 1.结合图像分析吸氧腐蚀 与析氢腐蚀时溶液的pH。 2. pH不同时，正极放电 物质不同的原因。 交流讨论： 酸性条件下析氢腐蚀与吸氧腐蚀同时发生； pH在2.0~3.5时，主要发生 析氢腐蚀，pH≥4.0时主要发生吸氧腐蚀。 任务一 探究金属腐蚀的原理 不同pH条件下体系压强随时间的变化情况 水膜酸性较强， c(H+)较大 氧化性 H+>O2 析氢腐蚀 2H++ 2e- = H2↑ 水膜酸性较弱或呈 中性，c(H+)较小 氧化性 H+<O2 吸氧腐蚀 O2+2H2O+4e-=4OH- 或O2+4H++4e-=2H2O 浓度 性质 反应 影响 决定 归纳总结 负极材料 离子导体 正极材料 电化学腐蚀 中性或 弱酸性环境 酸性环境 e- e- / 得电子 还原反应 O2 C OH- / C H+ H2 / 失电子 氧化反应 Fe Fe Fe2+ / Fe Fe Fe2+ 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 原电池反应 负极： 被腐蚀的金属 M -ne-