高中化学《金属的化学性质》教案9 新人教版必修1.docx

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高中化学《金属的化学性质》教案9新人教版必修1

2019-2020年高中化学《金属的化学性质》教案9新人教版必修1

三维目标

知识与技能

（1）掌握金属与氧气反应的规律。

（2）使学生认识钠是一种很活泼的金属，了解钠的物理性质，掌握钠的化学性质。

（3）培养学生根据实验现象探究、分析、推理和判断的能力。

过程与方法

（1）认识科学探究的基本过程，能进行初步的探究活动。

（2）初步学会运用观察、实验等方法获取信息，并能用图表和化学语言表达有关的信息。

（3）初步学会运用比较、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工。

情感态度与价值观

（1）激发学习化学的兴趣。

（2）培养勤于思考、严谨求实、勇于实践的科学精神。

（3）了解化学与日常生活和生产的密切关系。

教学重点：

钠、铝与氧气的反应。

教学难点：

对实验现象的观察和分析。

教学用具

实验用品：

钠、玻片、小刀、镊子、滤纸、坩埚、铝箔、酒精灯、火柴、铁架台（附铁圈）、

教学过程

【引言】人类五千年前就开始使用青铜器，三千年前开始使用铁器，二十世纪又开始大量使用铝合金。

每一种新的金属材料的出现都会带来一次社会的飞跃。

所以，人们一直在寻求如何从矿石中获得金属？

金属单质和它们的化合物之间有着全然不同的性质，这一章我们就来研究几种重要的金属和它们的化合物。

【板书】第三章金属及其化合物

第一节金属的化学性质

【思考与交流】1、自然界中含量最高的四种元素是什么？

含量最高的两种金属分别是什么？

2、决大多数金属以什么形态存在？

为什么？

3、金属有哪些共同的化学性质？

【学生板演】.图3-2是一些化学反应的照片，请分析这些反应，并写出化学方程式。

【过渡】我们已经知道一些常见金属都能与氧气反应，如铁、铝、镁等在加热条件下能与氧气反应。

那金属与氧气反应一定要加热吗？

【板书】一、金属与氧气的反应

【演示】实验（教材P39实验3－1）

【学生小结】1.钠与氧气的反应：

金属钠色、有光泽的固体，质，密封保存、少量钠保存在中。

【问题】刚才切开钠时看到银白色，但很快就失去光泽，为什么？

（讨论后回答）

【板书】1、钠与氧气的反应

化学方程式

【提问】1判断其是否为氧化还原反应？

若是，则氧化剂、还原剂分别是哪一种物质

氧化剂还原剂

2、从原子结构上进行分析，为什么钠易与氧气反应？

【问题】如果与其它金属一样加热，钠又会有什么反应呢？

【演示实验】教材P39实验3－2（让学生描述出反应的实验现象）

现象：

钠先熔成小球，然后燃烧，发出黄光，生成一种色固体——过氧化钠（Na2O2）

【板演】

化学方程式

氧化剂还原剂

【学生活动】阅读教材P40科学视野过氧化钠的特殊用途

写出方程式

氧化剂还原剂

【提问】钠除了能和前面所述的非金属单质O２反应外，还能和哪些非金属单质反应?

（学生回忆初中学过的Na与Cl２的反应）

化学方程式

【阅读】阅读教材40页科学探究和资料卡片。

【演示实验探究】

现象：

原因

【结论】铝较活泼，很易被氧化，化学方程式为

【应用】日用铝制品可以长时间保存使用。

【归纳、总结】1.钠、铝的化学性质，但更活泼，这与金属活动顺序表一致。

2.钠在上述反应中，化合价均由0价变为价，这是由于钠原子的最外层只有个电子之故，因此，钠在化学反应中易失电子，具有，是一种。

3.金属与氧气反应与其活泼性的关系：

【课后讨论】

1.钠元素在自然界中以什么形态存在?

为什么?

主要存在于哪些物质中?

2.怎样保存金属钠?

为什么要这样保存?

钠着火以后能否用水来灭？

3．金属除了和氧气能反应，还可以和哪些非金属反应？

4．试分析钠在空气中久置所发生的变化现象？

【当堂检测】

1.下列叙述正确的是（）

A.钠燃烧的火焰为浅蓝色

B.刚切开的金属钠截面变暗淡是由于生成了过氧化钠

C.铝与氧气不反应D.钠通常作氧化剂

2.下列叙述错误的是（）

A.自然界中的钠只能以化合态存在B.金属钠保存在空气中

C.钠与氧气化合时作还原剂D.铝是不活泼的金属

3.金属钠在空气中最终将变成（）

A.Na2OB.Na2O2C.NaOHD.Na2CO3

4.切开的光亮的金属钠断面在空气中会______,原因是____________________,反应的化学方程式为__________,若金属钠在空气中燃烧,则生成的是________________,燃烧时火焰呈______色,反应的化学方程式

①_____________________________________

②

③

5.足量的镁与１００毫升４ｍoｌ／Ｌ的Ｈ2ＳＯ4反应，问在标准状态下，放出氢气多少升？

[巩固练习]

1.下列化学药品在实验室应隔绝空气保存的是　　　　（）　　　　　　　　

　A.白磷　　　B.硫黄　　　C.小苏打　　　D.金属钠

2．下列反应中，一种物质既作氧化剂，又作还原剂的是（）A．2Na+2H2O2NaOH+H2↑B．2H2O2H2↑+O2↑

C．2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑D．2F2+2H2O4HF+O2

3、有关金属与氧气反应的叙述不正确的是（）

A钠与氧气反应生成过氧化钠

B镁、铝、铁可直接存放在空气中，其原因是这些金属常温下不与氧气发生反应

C金属与氧气的反应均为金属失电子的反应

D“真金不怕火炼”的意思就是：

在加热条件下金与氧气不发生反应

4、下列离子方程式正确的是（）

A．硫酸与氢氧化钡反应OH－+2H+H2O

B．氧化钠与盐酸反应O2－+2H+H2O

C．碳酸氢钠与稀硫酸反应：

CO32－+2H+CO2↑+H2O

D．NaOH溶液与小苏打溶液反应HCO3－+OH－CO32－+H2O

5、Na2O是色固体，与水反应的化学方程式为，制取Na2O通常采用的方法是2NaNO2+6Na4Na2O+N2↑,不采用钠在氧气中燃烧而采用此法是因为。

（实验班）6、两种金属粉末的混合物15克，投入足量的稀盐酸中，得到5.6升氢气（标准状态），这种混合物可能是：

（）

（A）镁和铁（B）镁和铝（C）铁和锌　（Ｄ）镁和铜

2019-2020年高中化学《金属的电化学腐蚀与防护》教学案7新人教版选修4

课题：

金属的电化学腐蚀与防护

[知识与技能]：

1、了解金属腐蚀的种类，探究金属发生电化学腐蚀的原因

2、掌握化学腐蚀和电化学腐蚀的区别。

3、认识金属腐蚀的危害及防腐措施，感受化学对人类生产和生活的影响。

[过程与方法]：

通过学习增强保护环境的意识，节约意识。

[教学重难点]：

吸氧腐蚀、析氢腐蚀的原理

[教学过程]：

[指导阅读]：

阅读教材P84的第一、二段内容，体会金属的腐蚀的危害。

[引入课题]：

“金属的腐蚀与防护”始终是一个世界性的异常棘手的科技难题。

在发达国家每年由于金属腐蚀造成的直接经济损失约占全年国民生产总值的2%～4%，远远超过各种自然灾害造成损失的总和，面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，铁怎么会被腐蚀？

怎样防腐？

本节课我们来学习有关金属的电化学腐蚀与防护的知识。

[板书]：

第四节金属的电化学腐蚀与防护

[指导阅读]：

引导学生阅读P84—85金属的电化学腐蚀内容，回答下列问题。

1、什么是金属腐蚀？

其本质是什么?

2、金属腐蚀有哪些种类？

化学腐蚀和哪些因素有关？

3、什么是电化学腐蚀？

[归纳整理]：

一、金属的电化学腐蚀

（一）、金属腐蚀：

1、定义：

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。

2、本质：

M–ne-→Mn+（氧化反应）

3、类型：

化学腐蚀——直接反应电化学腐蚀——原电池反应

（二）、化学腐蚀

1、定义：

金属与接触到的干燥气体（如、、等）或非电解质液体（如）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。

如：

钢管被原油中的腐蚀，

2、影响因素：

与接触物质的氧化性有关和温度越高，化学腐蚀越。

（三）、电化学腐蚀：

1、定义：

不纯的金属跟电解质溶液接触时。

会发生反应

的金属失去电子而被。

如在潮湿的空气中生锈。

[过渡]：

钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，是什么原因？

下面我们就来讨论钢铁在潮湿的空气中生锈的原因？

[实验探究]：

P85将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图具支试管中，观察导管中水柱变化，并思考引起变化的原因？

吸氧腐蚀

[板书]：

2、类型：

⑴、吸氧腐蚀：

中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生腐蚀。

负极：

2Fe-4e-=2Fe2+正极：

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

电池反应：

2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2

进一步反应：

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3

2Fe（OH）3=Fe2O3·xH2O+（3-x）H2O

⑵、析氢腐蚀：

当钢铁处于酸性环境中

负极：

Fe-2e-=Fe2+

正极：

2H++2e-=H2↑

电池反应：

Fe+2H+=Fe2++H2↑

⑶、析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

条件

水膜呈

水膜呈

电极

反应

负极（Fe极）

正极（C极）

总反应

联系

3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：

电化腐蚀

化学腐蚀

条件

不纯金属或合金与接触

与直接接触

有无电流

有微弱电流产生

无电流产生

本质

较活泼的金属被氧化

金属被氧化

联系

两种腐蚀往往发生，但腐蚀更普遍，速度快，危害更重。

[典型例题]：

例1、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：

⑴、若液面上升，则溶液呈性，

发生腐蚀，电极反应式为：

负极：

正极：

⑵、若液面下降，则溶液呈性，发生腐蚀，

电极反应式为：

负极：

正极：

例2、钢铁在锈蚀过程中，下列5种变化可能发生的是（C.）

1、Fe由+2价转化为+3价②、O2被还原③、产生H2

2、④、Fe（OH）3失水形成Fe2O3·H2O⑤、杂质碳被氧化除去

A.①②B.③④C.①②③④D.①②③④⑤

[过渡]：

请大家根据铁生锈的原因，我们可以采取哪些措施防止铁生锈？

[板书]：

二、金属的电化学防护

1、牺牲阳极的阴极保护法

⑴、原理：

形成原电池反应时，让被保护金属做极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。

⑵、装置图：

[科学探究]：

验证牺牲阳极的阴极保护法

[板书]：

2、外加电流阴极保护法：

⑴、原理：

将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。

此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。

⑵、装置图：

辅助阳极

[过渡]：

除此以外还有哪些防护方法？

[归纳小结]：

3、改变金属的内部结构（钢→不锈钢，在钢中加入镍和铬）。

4、覆盖保护膜（涂油漆，电镀，钝化等）。

5、金属被保护的效果比较：

电解池的阴极保护得最好>原电池的正极>一般保护

[典型例题]：

例3、为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是（CD）

A.在精密机床的铁床上安装铜螺钉

B.在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中

C.在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里

D.在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极

例4、下列事实不能用电化学理论解释的是（B）

A.轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块

B.铝片不用特殊方法保存

C.纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后速率加快

D.镀锌的铁比镀锡的铁耐用

[解析]：

A选项是通过构成Zn—Fe原电池，在船壳上加Zn块构成原电池负极，从而保护船体不被腐蚀。

B选项是靠氧化膜保护铝。

C选项Zn＋Cu2+====Cu＋Zn2+，生成的Cu与Zn在溶液中构成原电池加快反应的速率。

D选项中Zn—Fe原电池Zn为负极，而Fe—Sn原电池中Fe为负极，故前者Zn被氧化保护了铁。

答案：

B

[问题探究]：

探究一：

镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀？

为什么？

探究二：

纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？

如向酸中再加硫酸铜又会什么现象？

[板书]：

三、影响金属腐蚀快慢比较

[典型例题]：

例5、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是52134

[结论]：

1、原电池正极、电解池阴极受到保护

2、在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：

电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞防腐措施的腐蚀

[变式训练]：

1、下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是（4）

（2）

（1）（3）

2、埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下被腐蚀的速度最慢的是（C）

A.在含铁元素较多的酸性土壤中B.在潮湿疏松透气的土壤中

C.在干燥致密不透气的土壤中D.含碳粒较多、潮湿透气的中性土壤中

江苏省五汛中学高二选修化学课课练（33）教师版

课题：

金属的电化学腐蚀与防护主备人:

王洋先日期:

2009-04-29

1．下列叙述中正确的是（B）

①锌跟稀硫酸制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率②镀层破坏后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀③钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·H2O

A.都正确B.①③C.①D.②③

2、下列事实不能用电化学原理解释的是（A）

A.常温条件下，在空气中铝不容易被腐蚀B.镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐蚀

C.用锌与硫酸制氢气时，往硫酸中滴少量硫酸铜D.远洋海轮的尾部装上一定数量的锌板

3、X、Y、Z、M代表四种金属，金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有氢气放出；若电解Y2+离子和Z2+离子共存的溶液时，Y先析出；又知M2+离子的氧化性强于Y2+离子。

则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为（A）

A.X>Z>Y>MB.X>Y>Z>MC.M>Z>X>YD.X>Z>M>Y

4、以下现象与电化学腐蚀无关的是（D）

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（纯铁）容易生锈

C.铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈D.银制奖牌久置后表面变暗

5、白铁皮（镀锌）发生析氢腐蚀时，若有0.2mol电子发生转移，下列说法正确的是（AD）

A.有6.5g锌被腐蚀B.在标准状况下有22.4L氢气放出

C.有2.8g铁被腐蚀D.在标准状况下有2.24L气体放出

6、最近，科学家冶炼出纯度高达99.999％的铁，你估计它具有性质是（AB）

A．硬度比生铁小B．在冷、浓H2SO4中可以钝化

C．在潮湿的空气中放置比生铁易生锈

D．当它与生铁的粉碎粒度相同时，与4mol/L盐酸反应速率比生铁大

7、近年来，科学家正在探索利用铝粉作燃料的可能性，以期铝能成为一种石油的取代物。

假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法，你认为哪项是错误的（C）

A铝质轻，便于运输、贮存，且安全

B铝燃烧时放出的热量大，且燃烧后新产物对环境的污染容易得到有效的控制

C在地球上，铝矿资源丰富

D现代电解冶铝的工业技术已为铝作为新能源奠定了重要基础

8、xx年3月，佳得利集团在法国拍卖会上拍卖在火烧圆明园时流失的国宝：

铜铸的牛首、猴首和虎首。

普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分：

Cu2（OH）2CO3。

这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对其原因的分析，最可能的是（D）

A.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金

B.环境污染日趋严重，它们的表面的铜绿被酸雨溶解洗去

C.铜的金属活动性比氢小，因此不易被氧化

D.它们是含一定比例金、银、锡、锌的铜合金

9、由于Fe（OH）2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱溶液反应制得纯净的Fe（OH）2沉淀。

若用下图所示实验方法则可制得纯净的Fe（OH）2沉淀，已知两极材料分别是石墨和铁。

（1）、a电极材料为，其电极反应式为

（2）、在纯水、NaCl溶液：

NaOH溶液与CuC12溶液中选择电解液d，可以是，此时白色沉淀在电极上生成；也可以是，此时白色沉淀在两极之间的溶液中生成。

（3）、液体c为苯，其作用是，在加入苯之前，对溶液进行加热处理的目的是

（4）、为了在较短时间内看到白色沉淀，在①改用稀硫酸作电解液、②适当增大两极间电压、③适当缩小两极板间距离、④适当降低电解液的温度这四项措施中，可以采取的合理措施有（填序号）。

（5）、若d改为硫酸钠溶液，当电解一段时间看到白色沉淀后，再反接电源继续电解，除了在电极上看到气泡外，另一明显现象是

解析：

a极连接电源的正极，应为阳极，在阳极发生氧化反应。

为获得Fe2+，应用铁作阳极，在此极上铁原子失去电子变为Fe2+。

若用NaOH溶液作电解液，则Fe2+立即与OH-结合，在阳极上生成白色沉淀；若用NaCl溶液作电解液，则在阴极是H+得至电子产生H2，由于H+的浓度减少，OH-的浓度相对增多，OH-离子向阳极移动，与在阳极生成而向阴极移动的Fe2+结合为白色沉淀。

由于Fe（OH）2极易被空气中的O2所氧化，为防止此反应发生，在电解液上面覆盖一层苯（汽油也可）以隔绝空气。

在加苯前，将溶液煮沸，驱赶溶解在水中的O2。

电解的速率与电压成正比，与两极间距离成反比；若加稀硫酸则沉淀溶解，若降低温度则离子迁移速率减慢，均不利于沉淀生成，将电解液改为硫酸钠溶液，在生成白色沉淀后，若反接电源，则阳极是石墨，为惰性阳极，结果与电解水相同，在阳极产生O2，将Fe（OH）2氧化为红褐色Fe（OH）3。

答案：

（1）铁，Fe一2e-＝Fe2+。

（2）NaOH；NaC1。

（3）隔绝空气，防止Fe（OH）2被空气氧化；赶走电解液中溶解的氧气。

（4）②③，（5）白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变为红褐色。

10、铁是自然界里分布最广的金属元素之一，在地壳中的质量约占5%左右。

铁矿石的种类很多，重要的有磁铁矿石（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿石（主要成分为Fe2O3）等。

工业上用一氧化碳作还原剂炼铁。

铁及其化合物是生活、生产中必须的元素之一。

（l）、写出工业用赤铁矿炼铁的主要化学反应式：

____________________________

（2）、红热的铁能与水蒸气起反应，有一种产物是可燃气体，则其反应式为：

_______________________________________________。

在常温下，铁跟水不起反应。

但是，在水和空气里的氧气及二氧化碳等的共同作用下，铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢材年产量的四分之一。

刷油漆是重要的防腐蚀措施之一。

油漆防腐蚀的主要原因是___________________________________。

（3）、一种冬季用“热敷袋”，内盛还原铁粉、碳粉及其它必要物质，用力搓此袋，袋则发热。

请解释可能的原因_________________________________________。

10、⑴Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2⑵3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2↑，油漆隔绝铁与空气接触,起保护层作用，以防发生电化腐蚀。

⑶铁作负极,碳粉作正极,发生吸氧腐蚀而放热。

11、装置如右图：

D是允许通过离子的盐桥，E是48V稳压电源，R是可变电阻，K是开关，G是灵敏电流计，C1、C2是碳棒，A、B是烧杯。

已知AsO43－＋2I－＋2H+AsO33－＋I2＋H2O是可逆反应。

若A中盛KI－I2溶液，B中盛Na3AsO4和Na3AO3溶液，则当K接1，并向B中滴加浓盐酸时发现G中的指针发生偏转；改向B中滴加40％的NaOH溶液时，G中的指针则向反方向偏转。

①两次操作过程中指针偏转的原因是

②指针偏转方向相反的原因是

③加盐酸时C1上发生的反应是

④加NaOH溶液时C1上发生的反应是

1．①化学能转变成了电能，有电流通过；

②加盐酸时平衡右移，加NaOH溶液时平衡左移，两种情况下产生的电流的方向相反；

③2I－－2e→I2；

④AsO33－＋H2O－2e→AsO43－＋2H＋