1.2化学能转化为电能——金属的腐蚀与防护 课件 发展中的化学电源

金属腐蚀与防护 鲁科版 选择性必修1 第一章 化学反应与能量转化 目标与素养： 1.科学探究与创新意识：通过实验科学探究金属腐蚀的 本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型，能正确书写析氢 腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。 2.科学态度与社会责任：认识金属腐蚀产生的危害和影 响，树立防止金属腐蚀的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方 法。 探究金属腐蚀的原理 环节一 实验药品：铁钉、食盐水 实验仪器：具支试管、试管、玻璃管 实验方案：如右图 实验现象： 一段时间后，导管口水柱明显上升 实验结论： 具支试管里的气体减少 活动一 探究海水环境中O2是否参与钢铁的腐蚀 资料卡片 铁氰化钾溶液(K3 [Fe(CN)6]) 遇 Fe2+生成蓝色沉淀，常用于Fe2+ 的检验 铁钉在腐蚀过程中发生的反应是什么？ 你想通过什么试剂验证你的推测？ 活动二 钢铁化学腐蚀过程中的物质转化 活动三 钢铁电化学腐蚀过程中的物质转化 活动三 利用二维图分析铁钉吸氧腐蚀的原理 NaCl 钢铁的吸氧腐蚀示意图 装置维度 原理维度 阴离子 离子导体 电子导体 电极反应物 宏观现象 微观过程 电极产物 导线 铁 阳离子 Fe OH- 碳 溶液 正极 负极 Fe 2 O - 失 子 子 电 电 e 得 2+ 活动四 探究铁钉腐蚀的过程能否形成原电池 请你设计实验验证铁钉腐蚀过程中形成了原电池？ 活动四 探究铁钉腐蚀的过程能否形成原电池 查 阅 文 献 【归纳总结】 NaCl 阴离子 装置维度 原理维度 电极反应物 微观过程 宏观现象 离子导体 电子导体 电极产物 钢铁的析氢腐蚀示意图 钢铁的吸氧腐蚀示意图 导线 2 碳 阳离子 OH- Fe 铁 溶液 Fe O H 正 极 负 极 2 子 子 子 失 电 电 电 e H 得 得 2+ + - 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜呈酸性(PH<4.3) 水膜呈中性或酸性很弱 电极反应 负极Fe(-) Fe-2e-=Fe2+ 2Fe-4e-=2Fe2+ 正极C(+) 2H++2e-= H2 ↑ O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应 Fe+2H+=Fe2+ + H2 ↑ 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2= 4Fe(OH)3 Fe2O3 · nH2O 联系 金属的腐蚀以电化学腐蚀为主， 电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主。 电化学腐蚀：不纯的金属或者合金与电解质溶液接触， 较活泼的金属发生氧化还原反应，形成电流的腐蚀 (铁锈) 化学腐蚀：金属与其表面接触的物质直接反应 【归纳总结】 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 1、定义：金属或合金与周围接触到的气体或液体 进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 2、本质： M - ne- = Mn+ (发生氧化反应) 化学腐蚀 吸氧腐蚀 电化学腐蚀 析氢腐蚀 3、金属腐蚀的类型 金属的腐蚀 【归纳总结】 烤蓝 镀铬 烤漆 涂凡士林 镀锌 1 覆盖保护层 金属防护的方法 涂机油 知识卡片： 改变金属材料的组成 ，在金属中添加其他 金属或非金属可以制成性能优异的合金。 在钢铁中加入一定比例的铬和镍(14%~8%Cr， 7%~9%Ni) ，改变钢铁内部的组成和结构， 可极大程度的提高钢铁的抗腐蚀性能，这就 是常见的“不锈钢”(合金)。 金属防护的方法 千年不锈之谜：越王勾践剑的含铜量约为80%-83%、 含锡量约为16%- 17%。 2 改变组成结构 环节二 金属防护的方法 锌 片 一天后 利用模型 设计方案 环节二 NaCl溶液 锌 片 铜 片 铜 片 环节二 金属防护的方法 牺牲阳极的阴极保护法 原理： 原电池原理 3 电化学防护法 金属腐蚀中产生的能量及物质可否科学地进行应用？ 环节三 金属腐蚀的应用 知识卡片 蛭石：是一种与蒙脱石相似的粘土矿物， 为层状结构的硅酸盐，具有很强的保温 隔热性能。 吸水性树脂：高吸水性树脂是一种新型 的高分子材料，它能够吸收自身重量几 百倍至千倍的水分，无毒、无害、无污 染;吸水能力特强，保水能力特高 交流与讨论： 1. 你们针对暖宝宝发热原理的猜想？ 2. 能否设计实验来模仿“暖宝宝发热原理” 活动 探究暖宝宝的发热原理 实验仪器及仪器：氧气传感器、烧杯、 具支试管、试管、蒸馏水、暖宝宝 并证明是氧气参加了反应呢？ 负极： Fe-2e-=Fe2+ 正极： O2+4e-+2H2O=4OH- 总反应： 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 活动