2019-2020年高中化學(xué)《第三章 第二節(jié) 金屬的腐蝕與防護(hù)》導(dǎo)學(xué)案新人教版選修1.doc

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2019-2020年高中化學(xué)《第三章 第二節(jié) 金屬的腐蝕與防護(hù)》導(dǎo)學(xué)案新人教版選修1 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．能描述金屬腐蝕的化學(xué)原理，知道金屬防護(hù)的常用方法，認(rèn)識防止金屬腐蝕的重要意義。 2．進(jìn)一步學(xué)會對比、比較認(rèn)識事物的科學(xué)方法和假設(shè)驗(yàn)證探究的思維方式，辯證的認(rèn)識外因條件對化學(xué)變化的影響； 3．參與試驗(yàn)探究觀察鐵生銹的過程，體會動手試驗(yàn)自己獲得鐵的性質(zhì)的知識的成功愉悅，保持學(xué)習(xí)的興趣； 【教材助讀】 1、金屬的腐蝕是指_____________與________________________________進(jìn)行_________而腐蝕損耗的過程，其本質(zhì)是__________。一般可以分為____________和___________，前者指的是____________，后者指的是___________，一般情況下，兩種腐蝕同時存在，只是__________比___________要普遍得多。 2、以不純的鋼鐵為例分析鋼鐵的腐蝕情況：①吸氧腐蝕的實(shí)質(zhì)是鐵在_________的存在下被______氧化，這一腐蝕過程因吸收了 ___而被稱為吸氧腐蝕。發(fā)生吸氧腐蝕的條件是________________，正極反應(yīng)是_____________，負(fù)極反應(yīng)是_________。 ②析氫腐蝕條件是______________________，正極反應(yīng)是_____________，負(fù)極反應(yīng)是_____________。 3、影響金屬腐蝕的因素包括____________和______兩個方面。就前者而言，金屬越______，就越容易_____________________；后者包括_____和______等方面。 4、防止金屬腐蝕的方法有___________、____________和____________。 [課堂練習(xí)] 1、埋在地下的輸油鑄鐵管道，在下列各種情況下被腐蝕速度最慢的是 A．在含鐵元素較多的酸性土壤中 B．在潮濕疏松透氣的土壤中 C．在干燥致密不透氣的土壤中 D．在含碳粒較多、潮濕透氣的土壤中 2、鋼鐵的銹蝕過程中，下列5種變化可能發(fā)生的是 ①Fe由+2價變?yōu)?3 ②O2被還原 ③H+被還原 ④有Fe2O3H2O形成 ⑤雜質(zhì)碳被氧化除去 A．①② B．③④ C．①②③④ D．①②③④⑤ 3、關(guān)于原電池的下列說法中，正確的是 A．在正極上發(fā)生氧化反應(yīng) B．化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬為負(fù)極 C．在外電路上電子流出正極 D．是由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 4、把a(bǔ)、b、c、d4塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成幾個原電池。若a、b相連時a為負(fù)極；c、d相連時電流由d到c；a、c相連時c極上產(chǎn)生大量氣泡；b、d相連時b上有大量氣泡產(chǎn)生；則四種金屬的活動性順序由強(qiáng)到弱為： .(a>c>d>b) 5、燒過菜的鐵鍋未及時洗去含有NaCl的殘液，過一段時間便出現(xiàn)紅棕色的鐵銹斑點(diǎn)，已知該銹斑為Fe(OH)3失水的產(chǎn)物。表示Fe(OH)3生成的電極反應(yīng)式、離子方程式和化學(xué)方程式分別為；（1）負(fù)極 ， 正極 ；（2） ；（3） 。（Fe-2e=Fe2+ ,2H2O+O2+4e=4OH-,） (Fe2++2OH-=Fe(OH)2；4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3) 6、有人設(shè)計以Pt和Zn為電極材料，埋入人體內(nèi)作為某種心臟病人的心臟起搏器的能源。它依靠人體內(nèi)血液種含有一定濃度的溶解氧、H+和Zn2+進(jìn)行工作。它的兩極電極反應(yīng)式分別為： 。（正極：Zn-2e=Zn2+ ,負(fù)極：2H2O+O2+4e=4OH-,） 【課堂探究】 學(xué)生活動1什么是金屬腐蝕？ 金屬腐蝕：金屬（或合金）跟周圍接觸到的氣體（或液體）反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。 金屬的化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。特點(diǎn)：反應(yīng)簡單、金屬與氧化劑之間的氧化還原反應(yīng)。 [講述]溫度對化學(xué)腐蝕的影響： [科學(xué)探究]不同條件下鐵釘?shù)匿P蝕 注意：①光亮鐵釘浸沒在菜油之中；②光亮鐵釘半浸半露在菜油中；③光亮鐵釘完全浸沒在食鹽水中；④光亮鐵釘完全浸沒在酸性溶液中或堿性溶液中。學(xué)生分別觀察并寫出報告以培養(yǎng)學(xué)生的觀察與描述能力。教師不但要給學(xué)生出題目，還要發(fā)揮點(diǎn)撥作用，提出注意點(diǎn)：①觀察的一周中不要振蕩試管，否則會破壞生銹的界面；②把各人設(shè)置的具體條件和的狀況詳盡記錄在案，以利分析和歸納，寫出高質(zhì)量的家庭探究報告。 實(shí)驗(yàn)方案 記錄 結(jié)論 [總結(jié)]鐵釘生銹的條件：鐵釘含雜質(zhì)、與電解質(zhì)溶液接觸。 學(xué)生活動2絕大多數(shù)鋼鐵生銹是否是化學(xué)腐蝕？為什么？ [投影]鋼鐵的吸氧腐蝕與析氫腐蝕： [講解] 吸氧腐蝕與析氫腐蝕：發(fā)生條件、正負(fù)極反應(yīng)、總反應(yīng)。 分類 析氫腐蝕 吸氧腐蝕 條件 水膜酸性較強(qiáng)（弱酸） 水膜酸性較弱或呈中性 負(fù)極反應(yīng) Fe –2e === Fe2+ 2Fe –4e === 2 Fe2+ 正極反應(yīng) 2H+ + 2e === H2 2H2O + O2 + 4e－ == 4OH- 總反應(yīng) Fe + 2H+ == Fe2+ + H2 2Fe + 2H2O + O2 == 2Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2= 4Fe(OH)3 Fe2O3.xH2O 次要 主要 學(xué)生活動3討論自行車不同構(gòu)件的防銹措施： [討論]要想減少或避免電化學(xué)腐蝕，我們應(yīng)該采取什么措施？ 　?、賹饘僮霰匾木珶?，以減少其中能導(dǎo)電的不活潑雜質(zhì)。 　?、趯C(jī)器、儀表及時保養(yǎng)，減少金屬與腐蝕性氣體、電解質(zhì)溶液、潮濕氣體的接觸。 　　③根據(jù)用途不同采取不同的方法使金屬與造成發(fā)生的介質(zhì)隔離，如涂油脂、噴漆、鍍層、表面鈍化等。 　?、苓x用適宜的金屬或非金屬制成耐腐蝕的合金，如煉制不銹鋼、耐酸鋼等。 ⑤采用電化學(xué)防護(hù)方法，如在鋼鐵的船體上焊接上較活潑的金屬鋅。 【當(dāng)堂檢測】 1．解釋下列現(xiàn)象并寫出有關(guān)原電池的電極反應(yīng)： （1）馬口鐵（鍍Sn鐵皮）做的罐頭，打開后為什么極易生銹？ （2）自來水管（鍍Zn鐵管）和白鐵皮做的提桶，為什么不易生銹？ （3）輪船船殼的水線以下部分，為什么要裝上一定數(shù)量Zn塊？ 2．橋梁上鋼結(jié)構(gòu)接頭處須用鉚釘連結(jié)，以下三種鉚釘，選用何種為好？ （1）鋁鉚釘 （2）銅鉚釘 （3）鋼鉚釘 3．下列各燒杯中盛有海水，依次插入： （1）Fe片；（2）Cu、Fe導(dǎo)線相連；（3）Sn、Fe導(dǎo)線相連；（4）Zn、Fe導(dǎo)線相連；（5）Al、Fe導(dǎo)線相連；鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 【歸納總結(jié)】 化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的對比 （1）本質(zhì)：金屬原子失電子而被氧化 M – ne == Mn+ (2) （3）相互關(guān)系：往往同時發(fā)生，電化腐蝕要比化學(xué)腐蝕普遍得多。 【問題拓展】 學(xué)校（或社區(qū)、鄉(xiāng)村）內(nèi)的自行車防雨棚采用了鋼架結(jié)構(gòu)，但使用不久就會生銹。為了使它有比較長的使用壽命，需要采取防銹措施。請同學(xué)們思考：怎樣應(yīng)用有關(guān)金屬銹蝕的知識來防止自行車棚的鋼架銹蝕呢？ 　　我的假設(shè) 　　車棚鋼架銹蝕的主要原因是：--、--、--、--…… 　　我的方案 　　針對這些原因采取下列措施，可以防止車棚鋼架銹蝕： 　　1.-------- 　　2.-------- 　　3.-------- 　　…… 　　探究過程建議 　　1.查閱有關(guān)鋼鐵銹蝕原因和防護(hù)方法的資料，在此基礎(chǔ)上初步考慮可以采取的防銹措施，整理成參考材料并與同學(xué)進(jìn)行交流和討論。 　　2.考察同類車棚的防銹方法及其效果，向有經(jīng)驗(yàn)的人征求意見，在此基礎(chǔ)上寫成考察報告。 　　3.設(shè)計幾種方案，根據(jù)某些指標(biāo)比較這些方案的優(yōu)缺點(diǎn)，然后確定一個比較好的方案。 主要步驟和方法 方案1 方案2 方案3 防銹材料成本估算 　 　 　 施工人力成本估算 　 　 　 有效防銹期估計 　 　 　 綜合評價優(yōu)劣排序 　 　 　 　　幾點(diǎn)說明 　　1.本課題是一項(xiàng)實(shí)踐性很強(qiáng)的探究活動，要求學(xué)生單獨(dú)或以小組形式進(jìn)行實(shí)地考察，結(jié)合成本核算和效果分析獲得可行的方案。 　　2.如果沒有適當(dāng)?shù)淖孕熊嚺?，可選擇類似的需要做防銹處理的農(nóng)具棚、候車棚、露天鐵架或者家用鐵器等替代，并寫出有關(guān)的研究報告。