选修41 3 1金属的电化学腐蚀
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第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护一.教材分析本课时讲授选修4第四章第四节《金属的电化学腐蚀与防护》,本节的主要内容有三个方面:一、揭示金属腐蚀的严重危害;二、金属腐蚀的原因;三、金属防护。
鉴于金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更为普遍也更为严重,本课以最常见的钢铁锈蚀为例,剖析了金属的两种电化学腐蚀过程——吸氧腐蚀和析氢腐蚀,且重点介绍了金属的两种电化学腐蚀方法——牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。
本课内容较为简单,联系原电池以及电解池部分内容来解决问题。
在教学上,一方面是要让学生了解金属发生腐蚀的原因及现代防腐措施,同时还要让学生知道:防止金属腐蚀,任重道远!二.学情分析本课时重点在于三个探究性实验,学生在知识上存在的问题不大,主要是实验操作和动手能力的极度缺乏,会给这节课带来一些难点。
大部分学生思考问题的深度不够,可能会导致教学过程中某些关键点的导出困难。
三.教学大纲及考试说明教学大纲:金属的电化学腐蚀与防护-知道"是什么"。
能够根据所学知识的要点识别有关材料考试大纲:理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
四.教学目标1.知识与技能知道金属腐蚀的两种类型能够解释金属发生电化学腐蚀的原因了解防止金属腐蚀的具体方法2.过程与方法学会从视频材料以及教材中获取关键信息学会通过实验从微观上来研究宏观现象通过探究学习,训练学生的定性实验能力,培养学生的定量实验思维3.情感态度与价值观认识到金属腐蚀的严重危害通过探究活动,发展学生的合作探究能力,学会合作学习与交流通过实验这一科学研究方法,培养学生实事求是的科学精神和态度五.教学重难点重点:金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护难点:金属发生吸氧腐蚀的电化学原理六.课时安排 1课时七.教学方法:1、本节教学在整体设计上应以色彩鲜明的图像和现象明显的实验作为重要的辅助手段,以强化学生的直观感受,有利于学生加深对相关知识的理解。
第四节金属的电化学腐蚀与防护[核心素养发展目标] 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。
一、金属的腐蚀1.金属的腐蚀(1)概念:金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
其实质是金属原子失去电子变为阳离子,金属发生氧化反应。
(2)根据与金属接触的气体或液体物质不同,金属腐蚀可分为两类:①化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
腐蚀的速率随温度升高而加快。
②电化学腐蚀:不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化。
2.钢铁的电化学腐蚀根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同,钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀:(1)析氢腐蚀:当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时,腐蚀过程中有氢气放出。
①负极反应式为Fe-2e-===Fe2+;②正极反应式为2H++2e-===H2↑;③总反应方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑。
(2)吸氧腐蚀:当钢铁表面的电解质溶液呈中性或呈弱酸性并溶有一定量的氧气时,将会发生吸氧腐蚀。
①负极反应式为2Fe-4e-===2Fe2+;②正极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-;③总反应方程式为2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2。
铁锈(Fe2O3·x H2O)的形成:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·x H2O+(3-x)H2O。
(1)化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生,只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍,危害更大。
(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性,实际情况中以吸氧腐蚀为主。
合金、金属的腐蚀与防护一、选择题(每题有1-2个选项符合题意)1.下列说法中不正确的是( )A.合金属于纯净物B.合金的硬度大于各成分金属C.合金的熔点低于各成分金属D.目前世界上用途最广的合金是钢2.下列关于镁铝合金的说法正确的是( )A.熔点比镁、铝都高B.熔点比镁、铝都低C.硬度比镁、铝都小D.硬度比镁、铝都大3.下列有关合金性质的说法正确的是( )A.合金与各成分金属相比,具有许多优良的物理、化学或机械的性能B.相同金属元素形成的合金,元素的含量有可能不同,但其性能是相同的C.镁铝合金在盐酸中能完全溶解D.合金具有各成分金属性质之和4.所谓合金必须是( )①通过熔合而成②由两种或两种以上金属或金属与非金属组成③耐腐蚀④耐高温⑤具有金属的特性⑥铸造性能良好A.①②④B.①②③C.①②⑤D.①②⑥5.钢笔的笔头是合金钢,钢笔笔头尖端是用机器轧出的便于使用的圆珠体。
铱金笔的笔头是用不锈钢制成的,为了改变笔头的耐磨性能,故在笔头尖端点上铱金粒,为区别钢笔而叫铱金笔。
金笔的笔头是黄金的合金。
下列说法错误的是( )A.钢笔的笔头不易被氧化,抗腐蚀性能好B.铱金笔的耐磨性能比钢笔要好C.金笔的笔头和笔尖都是用纯金制成的D.金笔经久耐磨,书写时弹性特别好,是一种很理想的硬笔6.用于飞机制造业的重要材料是( )A.Mg—Al合金B.Cu—Sn合金C.Cu—Zn合金D.不锈钢7.钛合金被认为是21世纪的重要材料,有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工,钛合金与人体有很好的“相容性”,根据它的主要性能,下列用途不切合实际的是( )A.用来做保险丝B.用于制造航天飞机C.用来制造人造骨D.用于制造船舶8.属于新型合金的是( )A.18K金B.不锈钢合金C.储氢合金D.硬铝合金9.以下现象与电化学腐蚀无关的是( )A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈D.银质奖牌久置后表面变暗10.钢铁的锈蚀过程中,下列五种变化可能发生的是( )①Fe由+2价转化为+3价②O2被还原③H+被还原④有Fe2O3·H2O生成⑤杂质碳被氧化除去A.①②B.③④C.①②③④D.①②③④⑤11.钢铁生锈过程发生如下反应:①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2;②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。