1.4 金属的腐蚀与防护 课件-2026-2027学年高二上学期化学鲁科版选择性必修1

该高中化学课件围绕金属腐蚀与防护，系统讲解化学腐蚀、电化学腐蚀（析氢与吸氧腐蚀）原理及防护方法，通过观看“铜焰画”导入化学腐蚀，再经铁钉与石墨棒原电池实验探究电化学腐蚀，构建“宏-微-符”三重表征的学习支架。 其亮点是以汽车腐蚀真实问题为情境，融合科学探究与实践（实验设计、数字化数据分析）和科学思维（原电池模型建构），如铁钉腐蚀实验推导电极反应式，结合《天工开物》体现学科融合。能提升学生探究能力与社会责任，为教师提供情境化教学资源。

学科：化学 年级：高二 上/下学期：上学期 单元主题：电化学 课程名称：第一章 化学反应与能量变化 第4节 金属的腐蚀与防护 ——金属的腐蚀与防护背景下汽车安全的提升与保值 资料：汽车腐蚀带来的问题： 安全隐患‌： 腐蚀导致汽车零部件减薄、穿透、开裂，失去原有强度和功能，给汽车的正常行驶带来极大的安全隐患，如刹车失灵、汽车失衡等问题。 ‌经济损失‌： 汽车腐蚀造成的经济损失巨大，包括维修和更换腐蚀部件的费用，以及因腐蚀导致的汽车价值下降。据统计，我国每年汽车腐蚀造成的经济损失达1000亿以上。 ‌社会资源和能源的浪费‌，及环境污染： 汽车腐蚀还导致材料和能源的浪费，以及环境污染问题，如腐蚀产生的废弃物对环境的影响。 素养目标： 科学探究与创新意识： 1、通过观看“铜焰画”，认识金属腐蚀和化学腐蚀。 2、通过实验科学探究，能定性分析并应用原电池模型解释金属发生电化学腐蚀的原理，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。 3、通过分析数字化实验数据，定量认识铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀受环境影响，能从“宏-微-符”三重表征金属电化学腐蚀的原理。 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。 金属的腐蚀与防护背景下汽车安全的提升与保值 探究金属腐蚀的原理 环节一 金属腐蚀：金属表面因与周围的物质发生氧化还原反应而遭到破坏的现象。 金属单质 金属阳离子 失电子 氧化反应 还原产物 氧化剂 e— 任务一：了解“铜焰画”的制作原理 ——化学腐蚀 铜在高温下被空气中的氧气氧化，生成CuO(黑色)和Cu2O(砖红色)。 1、化学腐蚀：金属与其表面接触的物质直接反应。 说明：化学腐蚀并不广泛。 任务二：实验探究汽车部件(钢铁)的腐蚀原理 实验用品 铁钉，石墨棒，热的NaCl溶液，酚酞，K3[Fe(CN)6] 溶液，电流表，U型管，铁架台 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 实验步骤： 1、连接灵敏电流表的接线柱，观察电流表指针有无变化 2、向石墨极溶液中滴入2滴酚酞溶液，观察现象 3、取铁钉极附近的溶液于试管中，滴加2滴K3[Fe(CN)6] 溶液观察现象 4、分析实验现象产生的原因，得出铁钉腐蚀的原理 整理、分析实验 现象： 结论： 电流表指针发生偏转，石墨棒周围溶液颜色变红，Fe电极溶液遇K3[Fe(CN)6] 溶液产生蓝色沉淀。 2、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反应，形成腐蚀电流。 形成电流，石墨电极生成OH—，Fe作原电池的负极被腐蚀，生成Fe2+ 铁在中性溶液中的腐蚀 Fe的吸氧腐蚀： 负极： 正极： Fe-2e=Fe2+ 2H2O+O2+4e—=4OH— 异常现象：负极周围溶液会变黄色 预测黄色溶液中可能含有主要的微粒： 解决方法： Fe2+、Fe3+、Fe(OH)3胶体 KSCN溶液，激光笔 实验步骤：（分组实验） 1、激光笔照射负极区溶液： 2、向负极区溶液中滴入KSCN溶液： 有光亮的通路 不变红 实验结论： 黄色溶液中含有Fe2+、Fe(OH)3胶体 思考：Fe(OH)3胶体如何形成的呢？ Fe2+→Fe(OH)2→Fe(OH)3胶体 结论：Fe吸氧腐蚀的过程： Fe→Fe2+→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O 负极：Fe-2e=Fe2+ 正极：2H2O+O2+4e—=4OH— 总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)₂ 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O 铁锈的成分：Fe2O3·nH2O Fe的吸氧腐蚀 e- Fe OH- O2 小结： 反思1：如果外界环境发生变化汽车零件（钢铁）腐蚀原理会变吗？ 铁粉、碳粉 2mol/L盐酸溶液 预测：碱性： 中性：吸氧腐蚀 酸性： 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 强酸性：析氢腐蚀 负极： 正极： 总反应： Fe-2e=Fe2+ 2H++2e— =H2↑ Fe+2H+=Fe2++H2 ↑ 分组讨论：曲线变化的原因，得出Fe腐蚀的原理 反思2：P35课本：水膜酸性不强，发生吸氧腐蚀 质疑1：如果换成草酸这样的弱酸发生什么腐蚀呢？酸性不强数值是多少呢？ 探究不同pH的草酸溶液中铁钉的腐蚀情况 左侧上升： 吸氧腐蚀 右侧上升： 析氢腐蚀 观念、方法： 化学反应不是一成不变的固定结论! 自然科学也是量变与质变的动态体系! 重要的是 科学的探究方法，探究意识和创新精神，运动变化的科学观 环节二、汽车部件的防腐方法 1.电化学保护法(1） ， （2） 。 2.改变金属材料的组成:添加 等元素，制成合金。 3.在金属表面覆盖保护层 （1）喷涂 或覆盖搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶等。 （2）用 法在钢铁表面镀锌、锡、铬、镍。 （3）①发蓝淬火，生成一层致密的四氧化三铁薄膜。《天工开物》记载：凡熟铁、钢铁已经炉锤，水火未济，其质未坚。乘其出火之时，入清水淬之，名曰健钢、健铁。 ②阳极氧化处理铝制品，形成致密 。 任务三：阅读课本，找出防止金属腐蚀的防护方法 铬、镍 油漆 电镀 氧化膜 牺牲阳极保护法 阴极电保护法(或外加电流阴极保护法） 课后任务： 通过查阅资料了解： 1、现如今汽车的部件都采取了哪些措施来防腐？ 2、日常我们使用汽车时，采用哪些方法，可以减缓汽车的腐蚀，有效延长汽车的使用寿命？ 金属防护成就 玉兔二号 科技兴则国兴，科技强则国强。 不断向科学技术广度和深度进军。 —— 习近平 本节思维导图： Lavf58.20.100 $