鲁科版高中化学选修四13《金属的腐蚀与防护》教案文档格式.docx

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实验方案

煮沸后迅速冷却的蒸馏水且加植物油+铁钉

棉花+干燥剂氯化钙+铁钉且盖上塞子

蒸馏水

+铁钉

NaCl溶液+铁钉

醋酸溶液+铁钉

记录

无锈蚀

与空气接触

部分有铁锈

铁钉表面有较多铁锈

结论

铁钉与空气、水同时接触才会锈蚀，且有电解质溶液时锈蚀加快，相同时间产生更多的铁锈。

【提问】请大家分析为什么会有这样的区别？

【讲

述】我们通过对实验的观察不难得出如下的结论：

铁钉与空气、

水同时接触才会锈蚀，且有电解质溶液时锈蚀加快，相同时间产生更多的铁锈。

【讲述】铁钉是铁碳熔合而成的合金，像这样，不纯的金属在和电解质溶液接触时会发生原电池反应从而使金属发生腐蚀，我们称为金属的电化学腐蚀。

【板书】一、金属的腐蚀

1.金属的电化学腐蚀

【讲述】金属的腐蚀还有另一类，（把定义打出来边看边解释）比如说铁与干燥的气体（O2、Cl2、SO2）或非金属电解质液体（石油）接触时，在一定条件下就会发生化学反应，我们把这类腐蚀称作化学腐蚀。

石油腐蚀金属接触主要是含硫化合物的影响。

【板书】2.金属的化学腐蚀

【问题】金属的化学腐蚀与哪些因素有关？

【结论】温度是影响化学腐蚀影响因素之一。

【讲述】在生产生活中比较普遍而且危害较大的是金属的电化学腐蚀。

在这里我们来重点讨论一下金属发生电化学腐蚀的原理。

请同学们阅读教材P84~P85完成学案中的金属的电化学腐蚀。

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

条件

水膜呈强酸性

水膜呈中性或弱酸性

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

2H++Fe2+=Fe2++H2↑

2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2

4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3

2Fe（OH）3=Fe2O3·

xH2O+（3-x）H2O

联系

金属的腐蚀以电化腐蚀为主，电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主。

【板书】

（1）析氢腐蚀

（2）吸氧腐蚀

【讲述】现在我们学完了金属的电化学腐蚀，下面我们把金属腐蚀的两种方式对比一下。

类型

化学腐蚀

电化学腐蚀

发生的

金属与接触物直接反应

不纯金属或合金与电解质溶液形成原电池

电流

无电流产生

有电流产生

本质

金属被腐蚀

较活泼金属被腐蚀

相互

关系

电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多，腐蚀速率也快很多

【讲述】金属发生金属腐蚀的本质：

M-ne-=Mn+（发生氧化反应）。

【演示实验探究】

问题：

解释图片中出现的现象。

【解释】由于铁钉发生吸氧腐蚀，氧气被消耗掉，导致具支试管内的压强降低，外界大气压把水压入导管内。

【过渡】刚刚我们了解了金属腐蚀的基本形式，并且知道金属腐蚀的形式中以金属的电化学腐蚀为主，现在我们从电化学的角度研究金属的腐蚀的防护问题。

以钢铁腐蚀为例，无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，铁都做负极，碳做正极，负极流出电子而被消耗，作为正极的碳接受负极流入的电子而保护起来。

现在假如要把铁保护起来，如何操作做呢？

【问题】如何保护铁？

【讲述】用铁做正极，用一种比铁更活泼的金属和它相连。

这样在形成原电池时，活泼的金属做负极，冲锋陷阵，被牺牲掉了，从而铁做正极流入电子，多余的电子抑制了铁失去电子而保护起来。

这样的例子还有很多（点击课件），比方说轮船上镶嵌的锌铆与海水构成的原电池，在轮船吃水线以下，镶嵌着一的排排的锌块，作为原电池的负极流出电子到铁的表面而把铁保护起来。

这一排排的锌块起到了保护船体钢板的作用。

【问题讨论】

如果轮船上不嵌入锌块，而嵌入铜块效果如何？

【嵌入锌块是让锌冲锋陷阵牺牲锌呢，而嵌入铜块后，起到了相当于引蛇出洞的作用了，铁做负极，加快了铁的腐蚀。

】

【小结】这种防护方法实际上是消耗负极的正极保护法，但习惯上称作牺牲阳极的阴极保护法。

电化学上规定：

电子流出的一极叫阳极（负极），电子流入的一极叫阴极（正极）即：

牺牲阳极的阴极保护法。

【实验演示】接下来我们通过一个实验来验证一下（点

击课件的超链接）。

为什么看不到沉淀？

原因是无亚铁离子生成。

通过实验进一步验证了牺牲阳极的阴极保护法可以很好的保护金属，避免金属的腐蚀。

【问题】金属表面能够富集大量的电子金属就可以避免腐蚀，除了金属做原电池的正极外还有没有其他方法也能在其表面富集电子呢？

【讲述】接着来学习另一种保护方法——外加电流的阴极保护法。

我们前面学习过化学电源，如干电池，只要与电源的负极相连，电池的负极流出电子，如果把被保护的金属连上，电池的另一极正极连上辅助电极，也同样会起到保护金属不会腐蚀的作用。

【原理说明】我们都知道，钢铁在发生电化学腐蚀时，铁是作负极，有电子流出，如果要抑制它表面电子的流出的趋势，就需要把它接在外加电源的负极，当通电后，电子就被强制的往回流，这样有了电子的流入，有电子的流入我

们就把这极称作阴极，即外加电流的阴极保护法。

三、（扩展）判断金属腐蚀快慢的规律

不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而耗损。

金属的腐蚀的快慢与下列两种因素有关：

（1）与构成原电池的材料有关。

两级材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率越快。

（2）与金属所接触的电解质强弱有关。

活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质中的腐蚀。

【板书设计】1.3金属的腐蚀与防护

一、金属的电化学腐蚀

失电子

1.金属腐蚀：

是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。

①金属腐蚀的本质：

金属原子金属阳离子

M–ne-→Mn+（氧化反应）

②金属腐蚀的类型：

化学腐蚀——直接反应

电化学腐蚀——原电池反应

2.电化学腐蚀（析氢腐蚀和吸氧腐蚀）

⑴吸氧腐蚀：

中性或酸性很弱条件下

负极：

2Fe-4e-=2Fe2+

正极：

O2+2H2O+4e-=4OH-

电池反应：

2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2

⑵析氢腐蚀：

当钢铁处于酸性环境中

Fe-2e-=Fe2+

2H++2e-=H2↑

Fe+2H+=Fe2++H2↑

二、金属的电化学防护

1.牺牲阳极的阴极保护法

2.外加电流的阴极保护法

3.金属防护的几种重要方法

①在金属表面覆盖保护层。

②改变金属内部的组成结构，制成合金。

③电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。

【教学反思】

通过本节课的教学，学生能认识金属腐蚀的危害性和严重性，掌握金属腐蚀的原理和类型，同时在此基础上能知道金属防护的几种方法如直接隔离法----给金属穿上“保护膜”、改变本质-----加入其他金属改变其组成、因势利导----电化学防护法（牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法），同时在学习的过程中让学生感受化学对人类生产和生活的影响。

第4节离子反应

知识与技能：

1.了解离子反应发生的条件是生成沉淀、生成弱电解质、生成气体或发生氧化还原反应；

2.学会利用酸碱中和滴定测定强酸、强碱溶液浓度的原理和方法；

3.通过离子反应在生产、生活中的广泛应用，使学生体会化学在人类生产、生活中的作用和贡献；

4.培养运用归纳法分析问题的能力；

过程与方法：

　　利用熟悉的例子归纳离子反应的共同点，引导学生按已形成的思路进行分析，在讨论的基础上进行归纳总结，形成简要的话进行记忆，使认识得以提升。

情感态度与价值观：

　　展示更为广阔的化学天地，立志于从事化学、化工研究和生产及相关领域的研究；

充分感受化学在人类生产、生活中的作用和贡献。

教学重点：

离子反应发生的条件、酸碱中和滴定的原理和方法

教学难点：

教学过程：

第一课时

一、离子反应发生的条件

【交流研讨】P98，学生完成

【回顾小结】1.离子反应的书写方法：

（1）写拆删检

（2）离子不能共存法

【板书】2.离子反应：

溶液中有离子参与的化学反应称之为离子反应

【提问】离子发生的产所在什么地方？

【学生】水溶液中

【追问】实验室制备氨气——2NH4Cl+Ca（OH）2===CaCl2+2NH3↑+2H2O有没有离子反应？

【学生】没有，因为不在水溶液中发生的

【提问】在必修1中我们学到的离子反应发生的条件什么？

【学生】生成沉淀、生成水、生成气体（也有可以知道发生氧化还原反应）

【板书】3.离子反应发生的条件：

↓

【举例】SO42—、Cl—、CO32—的检验以及MgCO3沉淀的转化

【教师】其实，生成水和生成像水一样的弱电解质也可以，比如讲，CH3COONa与盐酸HCl反应、NH4Cl与NaOH反应大量Na2CO3与少量盐酸

【板书】生成弱电解质

【举例板书】CH3COONa+HCl===CH3COOH+NaCl

CH3COO—+H+===CH3COOH

NH4Cl+NaOH===NH3•H2O+NaClNH4++OH—===NH3•H2O

Na2CO3（过量）+HCl===NaCl+NaHCO3CO32—（过量）+H+===HCO3—

【提问】少量Na2CO3与大量盐酸能否发生反应？

产物是什么？

【学生】Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑CO32—+2H+===H2O+CO2↑

【追问】那么这个离子反应的条件是什么？

【板书】↑

【举例】比如讲NH4+的检验：

NH4++OH—

NH3↑+H2O（或浓碱溶液）（用湿润的蓝色石蕊试纸）

【提问】Fe2+能否在硝酸中，浓硫酸中存在？

【学生】不能

【追问】为什么？

【学生】发生了氧化还原反应，Fe2+被硝酸或浓硫酸氧化成Fe3+了。

【教师】所以离子反应的条件还有溶液中离子之间的氧化还原反应。

【板书】氧化还原反应

【交流】大家尽可能多举出溶液中因发生氧化还原反应而不能共存的离子

【板书】常见还原性离子有Fe2+、HS—、S2—、I—、SO32—等

常见氧化性离子有Fe3+、ClO—、（H++MnO4—）、（H++NO3—）等

【提问】H++OH—===H2O表示哪一类反应？

Ba2++SO42—===BaSO4↓表示哪一类反应？

【板书】4.离子方程式的意义：

表示一类物质的反应

【练习】1、写出下列反应的离子方程式

（1）NaHSO3溶液与NaOH溶液反应

（2）澄清石灰水与盐酸反应

（3）FeCl2溶液与新制氯水的反应

（4）硫酸与Ba（OH）2溶液的反应

（5）石灰石与硝酸的反应

2、下列叙述正确的是　　　　　

A．凡是离子化合物在离子方程式中都要以离子式来表示

B．离子反应总是向着溶液中某离子浓度减小的方向进行

C．酸碱中和反应的实质是H+和OH—结合生成水，故酸碱中和反应的离子方程式都是H++OH—＝H2O

D．复分解反应必须具备离子反应生成的三个条件才能进行

3、下列溶液中的各组离子，因发生氧化还原反应而不能大量共存的是（）

A．H+、Na+、NO3—、SO32—B．MnO4—、Fe2+、Na+、NH4+

C．Fe3+、SCN—、SO42—、Cl—D．Fe、HCO3—、Cl—、NH4+

4、除去NaNO3溶液中混有的AgNO3，所用下列试剂中效果最好的是

A．NaCl溶液B．NaBr溶液C．NaI溶液D．Na2S溶液

5、将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有Fe3+生成的是

A．稀硫酸B．氯水C．硝酸锌D．氯化铜

6、已知还原性Fe2+>

Br—>

Cl—，在含有nmolFeBr2的溶液中，通入XmolCl2，请出对应的离子方程式：

（1）当X≤0.5nmol时

（2）当X≥1.5nmol时（3）当X=nmol时

【总结】1.离子共存问题

（1）溶液无色透明时，则溶液中一定没有有色离子。

常见的有色离子：

Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4—等

（2）加入铝粉后放H的溶液或由水电离出的H+或OH—=1×

10—10mol/L的溶液。

溶液显酸性或碱性

（3）发生氧化还原反应

（4）Al3+、Fe3+分别与CO32—、HCO3—等双水解的离子。

（5）生成配合物：

Fe3++SCN—

（6）强碱性溶液中肯定不存在与OH—反应的离子。

（7）强酸性溶液中肯定不存在与H+反应的离子。

2.过量反应方程式的书写（不过量的一定要按化学式的组成比要书写阴阳离子个数（能拆的））

（1）Na2CO3溶液与少量盐酸反应，Na2CO3溶液与过量盐酸反应

（2）FeCl3溶液与少量铁粉反应，FeCl3溶液与过量铁粉反应

（3）硝酸与少量铁粉反应，硝酸与过量铁粉反应

（4）NaOH溶液与少量CO2反应NaOH溶液与过量CO2反应

（5）Ca（HCO3）2与少量NaOH溶液反应，Ca（HCO3）2与过量NaOH溶液反应

（6）NaHSO4溶液与少量Ba（OH）2反应，NaHSO4溶液与过量Ba（OH）2反应

（7）AlCl3溶液与少量NaOH溶液反应，AlCl3溶液与过量NaOH溶液反应

（8）向Na[Al（OH）4]溶液中通入少量CO2，向Na[Al（OH）4]溶液中通过少量CO2

作业：

P106-P1071、２

【板书设计】

1.离子反应的书写方法：

2.离子反应：

3.离子反应发生的条件：

↓、生成弱电解质、↑、氧化还原反应

常见还原性离子有：

Fe2+、HS—、S2—、I—、SO32—等

常见氧化性离子有：

Fe3+、ClO—、（H++MnO4—）、（H++NO3—）等

4.离子方程式的意义：