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选择性必修1
第四章化学反应与电能
第三节金属的腐蚀与防护
01
03
02
宏观辨识与微观探析
科学态度与社会责任
科学探究与创新意识
通过观察到的实验现象,证据推理得到实验结论,初步形成分析推理、对比归纳的能力及宏观辨识与微观探析的核心素养。
通过对金属腐蚀原理的探析,加深对与原电池工作原理的认识初步建立金属腐蚀的基本模型,提高设计实验能力、创新能力及模型认知能力。
通过创设真实有意义的教学情境,认识化学知识与人类生活的密切联系,体会化学科学的重要性,激发学生积极参与学习的激情,感受科学精神与社会责任核心素养。
学习目标
任务一探究金属腐蚀的原理
任务一探究金属腐蚀的原理
如右图
任务一探究金属腐蚀的原理
氧气参与反应
右端导管中的液面上升
如右图
数字化实验证明钢铁腐蚀时氧气参与反应
数字化实验测定钢铁腐蚀时氧气浓度变化
任务一探究金属腐蚀的原理
Fe-C-食盐水形成原电池
灵敏电流计指针偏转
如右图
负极溶液生成蓝色沉淀,
正极溶液变红,pH增大
负极产物为Fe2+,正极产物为OH-
任务一探究金属腐蚀的原理
负极:Fe-2e-=Fe2+
正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
资料卡片:已知Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液,反应生成KFe[Fe(CN)6]沉淀
(黄色)(带有特征蓝色)
取负极附近溶液少许于试管中,
加入铁氰化钾溶液;取正极附近溶液少许于
另一试管中,滴加酚酞溶液。
负极材料
离子导体
正极材料
电子导体
电极反应
电极产物
微观过程
电极
反应物
自发的氧化还原反应
2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
Fe(OH)3
Fe2O3•nH2O
宏观现象
原理维度
装置维度
NaCl溶液
导线
阳离子
阴离子
任务一探究金属腐蚀的原理
吸氧腐蚀
模型构建
任务一探究金属腐蚀的原理
文献研究表明SO2、NO2会加重钢的腐蚀,请结合原电池原理来分析原因。
析氢腐蚀
酸性条件下析氢腐蚀与吸氧腐蚀同时发生;
pH在2.0~3.5时,主要发生
析氢腐蚀,pH≥4.0时主要发生吸氧腐蚀。
任务一探究金属腐蚀的原理
水膜酸性较强,
c(H+)较大
氧化性
H+O2
析氢腐蚀
2H++2e-=H2↑
水膜酸性较弱或呈
中性,c(H+)较小
氧化性
H+O2
吸氧腐蚀
O2+2H2O+4e-=4OH-
或O2+4H++4e-=2H2O
归纳总结
负极材料
离子导体
正极材料
电化学腐蚀
吸氧腐蚀
析氢腐蚀
原电池反应
负极:
被腐蚀的金属
M-ne-=Mn+
正极:
不活泼金属
或杂质
离子导体:
潮湿空气或
电解质溶液
概括提升
模型完善
任务一探究金属腐蚀的原理
化学腐蚀:
金属与其表面接触的一些物质(如O2,Cl2,SO2等)直接反应而引起的腐蚀。
据统计,我国每年因金属腐蚀而造成的损失
约占国民生产总值的3%~5%,远远超过各
项大灾损失的总和。
腐蚀不仅造成经济损失,也常造成安全
事故。如油管因裂缝而漏油,引起着火
爆炸;桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷等。
腐蚀的危害
【探究时间】3分钟
任务二探究金属的防护方法
【探究内容】假如你们组是港珠澳大桥(主梁使用了约42万吨的钢铁)的设计成员,从金属腐蚀的本质及原理出发,设计防腐方案。
【探究要求】小组为单位,积极发言,互相启发,小组长负责整理记录。
【成果展示】小组代表分享成果
任务二探究金属的防护方法
3、电化学保护法
1、改变金属材料的组成,如不锈钢
2、在金属表面覆盖保护层,如电镀、喷漆
牺牲阳极法
(原电池原理)
外加电流法
(电解池原理)
习近平总书记提出
“蓝色信念”
要进一步关心海洋、认识海洋、经略海洋,推动我国的海洋强国建设不断取得新成就。建设海洋强国是中国特色社会主义事业的重要组成部分。
扬波大海,走向深蓝,期待将来的你们,发现更多的防腐材料和技术。
任务三金属腐蚀的应用
矛盾的对立统一规律揭示任何事物都具有两面性
哲学
化腐朽为神奇
化学能转化为电能
化学能转化为热能
课堂小结
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
电极反应
负极Fe(-)
正极C(+)
总反应
进一步反应
联系
学习评价
食品脱氧剂可吸收氧气,减缓食品氧化作用,有效地抑制霉菌和好氧性细菌的生长,延长食品保质期。
请结合所学知识及实际需求,设计一款食品脱氧剂。
作业布置
敬请批评指正
谢谢
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