2019-2020年高二化學原電池 金屬的腐蝕與防護教案 人教版.doc

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2019-2020年高二化學原電池 金屬的腐蝕與防護教案 人教版 目的要求：1. 使學生了解原電池的化學原理 2. 了解金屬腐蝕，特別是電化腐蝕和金屬防護的一般方法。 重點、難點：原電池的化學原理和金屬的電化腐蝕 教學方法：探索法（啟發(fā)引導） 引入 我們知道，物質發(fā)生化學反應時必然要有能量的變化，也就是說化學能常常與熱能、光能等相互轉化。比如在一般化學反應里，常表現(xiàn)出放熱或吸熱的現(xiàn)象，有的化學反應還伴隨有發(fā)光，產(chǎn)生電流等等。今天我們主要探討的是有關化學能是如何轉變?yōu)殡娔堋? 實驗 初中我們就已經(jīng)學習過，活潑金屬能與酸反應放出氫氣，而不活潑金屬就不能與酸反應置換氫氣。 （1）把一塊鋅片和一塊銅片平行地插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。 Zn Cu H2SO4 現(xiàn)象：鋅片上有氣體放出，銅片上無明顯現(xiàn)象。 分析 Zn + 2H+ === Zn2+ + H2 2e 板書 金屬活動性順序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金屬單質失電子能力：強 弱（還原性） 金屬離子得電子能力：弱 強（氧化性） 實驗 Zn Cu H2SO4 現(xiàn)象：鋅片不斷溶解、銅片上有氣泡、靈敏電流計指針發(fā)生偏轉。 結論 兩極發(fā)生氧化還原反應，產(chǎn)生電流。 明確 （1） （1） 鋅比銅活潑 （2） （2） 氫離子在銅片上獲得電子 板書 電極名稱 鋅片（負極）Zn – 2e === Zn2+(氧化反應) 電極材料 銅片（正極）2H+ + 2e === H2(還原反應) （電極反應式） 總化學方程式：Zn + 2H+ === Zn2+ + H2 板書 第六節(jié) 原電池 金屬的腐蝕與防護 一． 一． 原電池： 1． 1． 原電池形成三條件： （1） （1） 正負電極 （2） （2） 電解質溶液 （3） （3） 電極接觸或導線連接 2． 2． 原理三要點： （1） （1） 相對活潑金屬作負極---- 電子流出-----氧化反應 （2） （2） 相對不活潑金屬（或碳）作正極------電子流入------還原反應 （3） （3） 導線中（接觸）有電流通過，使化學能轉變?yōu)殡娔? 3．原電池：把化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置 練習 下列能發(fā)生原電池反應的是 Cu Cu Zn Cu Zn Cu AgNO3 乙醇 硫酸 硫酸 實質 電極在電解質溶液中的氧化還原反應 結果 活潑金屬被氧化、被腐蝕。 板書 二、金屬腐蝕與防護： 1. 1. 金屬腐蝕：金屬（或合金）跟周圍接觸到的氣體（或液體）反應而腐蝕損耗的過程。 （1） （1） 本質：金屬原子失電子而被氧化 M – ne == Mn+ (2) 分類： 化學腐蝕：金屬與其他物質 直接氧化反應 金屬被氧化 （不是電解質溶液）（無電流產(chǎn)生） 電化腐蝕：不純金屬或合金 發(fā)生原電池反應 活潑金屬被氧化 電解質溶液 （有電流產(chǎn)生） 板書 （3）鋼鐵腐蝕： 鐵：負極 水膜（電解質溶液） 在鋼鐵表面形成無數(shù)微小 原電池 碳：正極 分類 析氫腐蝕 吸氧腐蝕 條件 水膜酸性較強（弱酸） 水膜酸性較弱或呈中性 負極反應 Fe –2e === Fe2+ 2Fe –4e === 2Fe2+ 正極反應 2H+ + 2e === H2 2H2O + O2 + 4e == 4OH- 總反應 Fe + 2H+ == Fe2+ + H2 2Fe + 2H2O + O2 == 2Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2= 4Fe(OH)3 Fe2O3.xH2O 次要 主要 4. 金屬的化學腐蝕： 例如：鐵在高溫下與氧氣直接化合而被腐蝕，在工業(yè)生產(chǎn)中氯氣跟鐵或與其他金屬化合使金屬銹蝕。 概念：金屬跟接觸到的物質直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。 特點：反應簡單、金屬與氧化劑之間的氧化還原反應。 5．化學腐蝕與電化腐蝕的對比 （1） （1） 相同點：金屬原子失電子而被氧化的過程，即金屬原子轉化為陽離子的過程。 （2） （2） 不同點： 條件 金屬與氧化劑直接反應 不純金屬與電解質溶液接觸 現(xiàn)象 無電流 有電流 本質 金屬被氧化 活潑金屬被氧化 （3） （3） 相互關系：往往同時發(fā)生，電化腐蝕要比化學腐蝕普遍得多。 討論 原電池中的電荷移動方向： e 陰離子 陽離子 板書 幾種常見新型原電池 1． 1． 鉛蓄電池 Pb + PbO2 + 2H2SO4 ==== 2PbSO4 + 2H2O (-) (+) 2. 燃料電池 新型電池中，電極的導電材料一般多孔的金屬板，負極是通入還原劑的一方，正極是通入氧化劑的一方。 如：氫氧燃料電池，電解質溶液為30%的氫氧化鉀溶液： 正極： O2+ 4e + 2H2O === 4OH- 負極： 2H2 –4e + 4OH-=== 4H2O 又如：甲烷燃料電池；電解質溶液為氫氧化鉀溶液： 正極：2O2 + 8e + 4H2O === 8OH- 負極： CH4 + 10OH- -8e === CO32- + 7H2O 總反應：CH4 + 2O2 + 2OH- === CO32- + 3H2O 介紹 白口鐵 馬口鐵 板書 金屬腐蝕的防護 1． 1． 金屬腐蝕的原因：金屬本身的組成和結構是銹蝕的根據(jù)；外界條件（如：溫度、濕度、與金屬接觸的物質）是促使金屬銹蝕的客觀因素。 2． 2． 防護： （1） （1） 改變金屬內(nèi)部組成結構，可以增強金屬耐腐蝕的能力。如：不銹鋼。 （2） （2） 在金屬表面覆蓋一層保護層，以斷絕金屬與外界物質接觸，達到耐腐蝕的效果。（油脂、油漆、搪瓷、塑料、電鍍金屬、氧化成致密的氧化膜） （3） （3） 電化學保護法：犧牲陽極陰極保護法、外加電流陰極保護法。 作業(yè) 教材：1、2、3、4、5 練習冊