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第四章第三節(jié) 金屬的腐蝕與防護(hù)（1）
課標(biāo)
要求
能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害，通過實(shí)驗(yàn)探究防止金屬腐蝕的措施。通過實(shí)驗(yàn)探究防止金屬腐蝕的措施。
模塊學(xué)
習(xí)要求
1.能簡(jiǎn)要說明金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理，認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害。
2.知道要防止金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕，關(guān)鍵在于阻止金屬成為原電池的負(fù)極，避免它發(fā)生陽(yáng)極氧化而溶解。
3.能列舉防止金屬腐蝕的主要措施
4.了解氧化還原反應(yīng)在金屬腐蝕與防護(hù)中的應(yīng)用。
01 目標(biāo)分析
宏觀辨識(shí) 微觀探析
證據(jù)推理模型認(rèn)知
實(shí)驗(yàn)探究
創(chuàng)新意識(shí)
探究電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)
發(fā)展學(xué)生微觀探析的水平
通過實(shí)驗(yàn)探究電化學(xué)腐蝕的的工作原理，建立電化學(xué)腐蝕的模型
發(fā)展模型認(rèn)知水平
通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)
培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究和創(chuàng)新意識(shí)
通過分析和解決生活中的實(shí)際應(yīng)用
培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任
科學(xué)精神
社會(huì)責(zé)任
實(shí)驗(yàn)探究和創(chuàng)新意識(shí)
02
教學(xué)目標(biāo)
教學(xué)目標(biāo)與評(píng)價(jià)目標(biāo)
1
2
教學(xué)重難點(diǎn)
探究金屬電化學(xué)腐蝕原理，建立電化學(xué)腐蝕的模型
探究金屬電化學(xué)腐蝕原理
建立電化學(xué)腐蝕的模型
教學(xué)重點(diǎn):
教學(xué)難點(diǎn):
河南博物館的鎮(zhèn)店之寶——玉柄鐵劍
金屬腐蝕：金屬或合金與周圍的氣體或液體發(fā)生發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的損耗
金屬腐蝕的本質(zhì)：M-ne-=Mn+
江西省博物館的鎮(zhèn)店之寶——青銅虎
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
江西省博物館鐵器文物
問題：人類文明經(jīng)歷了青銅器時(shí)代,然后為鐵器時(shí)代,為什么在博物館里卻很少見到用鐵制造的完好之物
鐵具有比較強(qiáng)還原性，很容易被腐蝕。
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
任務(wù)一
金屬腐蝕的分類
問題：在純zn與稀硫酸反應(yīng)的中，加入幾滴硫酸銅溶液，生成H2的速率會(huì)怎樣。
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)一
取一塊打磨好干燥潔凈的鋅片放入培養(yǎng)皿中，在兩個(gè)不同的位置同時(shí)滴入同濃度的1滴稀硫酸，并向其中的1滴滴加1小滴的硫酸銅溶液
結(jié)論：加入硫酸銅溶液后，化學(xué)反應(yīng)速率加快。在同等條件下原電池反應(yīng)速率更快。
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
金屬化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕
項(xiàng)目
條件
有無電流的產(chǎn)生
腐蝕的本質(zhì)
兩者的關(guān)系
化學(xué)腐蝕
電化學(xué)腐蝕
與氧化劑直接接觸反應(yīng)
不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸
無電流產(chǎn)生
有電流產(chǎn)生
金屬被氧化
活潑金屬被氧化
往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍，同條件下電化學(xué)腐蝕速率更快
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
點(diǎn)此輸入公司名稱
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
任務(wù)二
探究鋼鐵在中性電解質(zhì)條件下腐蝕的原理
鋼鐵在中性電解質(zhì)條件下腐蝕的氧化劑？
猜想 ：空氣中的氧氣做氧化劑
猜想 ：水電離出的氫離子做氧化劑
1
2
實(shí)驗(yàn)藥品：濕巾 飽和氯化鈉溶液 鐵粉 碳粉 錐形瓶 導(dǎo)管 品紅溶液 u型管 橡膠塞（接有兩根短的導(dǎo)管） 鑷子
裝置如下圖
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
將濕巾浸泡在飽和的食鹽水中取出，鐵粉和碳粉的混合物鋪在濕巾正反兩面上。
現(xiàn)象
產(chǎn)生這種的現(xiàn)象原因
u型右側(cè)的液面高于左面的液面。
消耗了氣體，使得錐形瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)在減小.
結(jié)論：氧化劑是O2
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)二
探究腐蝕的類型
實(shí)驗(yàn)藥品
鐵釘、石墨棒、 燒杯、 電流表、 飽和氯化鈉溶液
實(shí)驗(yàn)操作
1、一根鱷魚夾接鐵釘，一根鱷魚夾接石墨（三根學(xué)生的鉛筆芯合在一起）
2、在燒杯中加入飽和氯化鈉溶液
3、將鐵釘和石墨電極放入燒杯中，接鐵釘?shù)镊{魚夾另一端與電流表的黑線相連，接石墨的鱷魚夾另一端與電流表紅線相連。
電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
結(jié)論：形成了原電池，發(fā)生了電化學(xué)腐蝕
現(xiàn)象：
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
探究產(chǎn)物
預(yù)測(cè)電極產(chǎn)物
負(fù)極：猜想1：Fe2+
猜想2：Fe3+
正極：猜想1：H20
猜想2: OH-
為加快這個(gè)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)的速率，可以采取什么方法？
提高氧氣的濃度、加熱等
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)三
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
4、在石墨電極的附近加入5-6滴5%的過氧化氫溶液（電流保持在5-10mA）
5、當(dāng)燒杯內(nèi)溶液顏色看到變化后再進(jìn)行大約1分鐘,(整個(gè)實(shí)驗(yàn)大概5分鐘)
6、斷開鱷魚夾與電流表的接口，取出兩根電極
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
現(xiàn)象 結(jié)論
電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
形成了原電池
加入過氧化氫后電流表示數(shù)增大
進(jìn)一步說明O2在石墨電極得電子，增大了O2的濃度，反應(yīng)速率加快。
溶液的顏色由無色變?yōu)闇\黃色
可能是三價(jià)鐵離子，氫氧化鐵膠體 亞鐵離子
資料卡片
檢驗(yàn)Fe2+的靈敏的方法
試劑：鐵氰化鉀溶液 K3【Fe（CN）6】
反應(yīng)離子方程式：
K++【Fe（CN）6】3- + Fe2+ =K Fe【Fe（CN）6】
藍(lán)色沉淀
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檢驗(yàn) 產(chǎn)物 操作 現(xiàn)象
Fe3+
Fe(OH)3
Fe2+
OH-
取負(fù)極的少許溶液于試管中，加入1-2滴KSCN溶液。
無紅色溶液生成
用激光筆橫向垂直照射燒杯。
能看到一條光亮的通路
取負(fù)極附近區(qū)的少許溶液于試管中，加入1-2滴鐵氰化鉀溶液。
無藍(lán)色沉淀生成
取正極附近區(qū)的少許溶液于試管中，加入1-2滴酚酞液。
無看到紅色象
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)藥品：酚酞 KSCN溶液 鐵氰化鉀溶液 激光筆
再探產(chǎn)物
向培養(yǎng)皿中放入一塊干燥的鐵片，在三個(gè)不同的位置滴入一滴飽和的氯化鈉溶液，
分別向3滴飽和溶液中滴加酚酞，kSCN溶液，K3【Fe（CN）6】溶液。
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)四
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
檢驗(yàn)產(chǎn)物 現(xiàn)象
OH-
Fe3+
Fe2+
酚酞變紅
無明顯現(xiàn)象
藍(lán)色沉淀
問題：那氫氧化鐵膠體是怎么生成的。
氫氧化亞鐵被氧氧化生成的
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
吸氧腐蝕的原理
吸氧腐蝕的原理模型構(gòu)建
宏觀現(xiàn)象
微觀過程
電極反應(yīng)物
電極產(chǎn)物
負(fù)極
電子導(dǎo)體
離子導(dǎo)體
正極
原理維度
裝置維度
鐵
Fe
OH-
得電子
碳棒
O2
Fe2+
失電子
導(dǎo)線
氯化鈉溶液
e-
陽(yáng)離子
陰離子
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
符號(hào)表征鐵在中性環(huán)境中腐蝕的過程
負(fù)極
正極
總反應(yīng)
負(fù)極 Fe-2e-=Fe2+
正極O2+4e- +2H2O=4OH-
2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2
4Fe（OH）2 +O2+2H2O=4Fe（OH）3
吸氧腐蝕
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
2Fe（OH）3 = Fe2O3 .XH2O + (3-x) H2O
鐵銹的主要成分
Fe（OH）3膠體
Fe（OH）3沉淀
鐵銹Fe2O3 .XH2O
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
探究在鋼鐵在酸性環(huán)境下腐蝕的原理
任務(wù)三
請(qǐng)預(yù)測(cè)分析電極反應(yīng)和總反應(yīng)
負(fù)極 Fe -2e- = Fe2+
正極 2H+ +2e- = H2
總反應(yīng)：Fe + 2 H+ = Fe2+ + H2
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
裝置如下圖
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
將濕巾浸泡在PH=5HCL溶液中取出，鐵粉和碳粉的混合物鋪在濕巾正反兩面上。
實(shí)驗(yàn)藥品：濕巾 PH=5鹽酸 鐵粉 碳粉 錐形瓶 導(dǎo)管 品紅 u型管 橡膠塞（接有兩根短的導(dǎo)管）
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PH=1鹽酸 重復(fù)此實(shí)驗(yàn)
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宏觀現(xiàn)象與微觀探析
現(xiàn)象
產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因
總反應(yīng)
電極反應(yīng)
u型管右側(cè)的液面升高，左測(cè)的液面在下降
生成了氣體，使得試管內(nèi)的壓強(qiáng)在增大
Fe + 2 H+ = Fe2+ + H2
負(fù)極 Fe -2e- = Fe2+
正極 Fe -2e- = Fe2+
析氫腐蝕
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
宏觀現(xiàn)象
微觀過程
電極反應(yīng)物
電極產(chǎn)物
負(fù)極
電子導(dǎo)體
離子導(dǎo)體
正極
原理維度
裝置維度
鐵
Fe
OH-
得電子
碳棒
O2
Fe2+
失電子
導(dǎo)線
氯化鈉溶液
e-
陽(yáng)離子
陰離子
吸氧
H2
得電子
H+
析氫
酸溶液
電化學(xué)腐蝕原理模型構(gòu)建
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
用PH=5的鹽酸做實(shí)驗(yàn)時(shí)開始一段時(shí)間分中無明顯現(xiàn)象的原因？
吸氧腐蝕的程度和析氫腐蝕的程度差不多。
無論在酸性環(huán)境還是在中性環(huán)境或者堿性條件下，吸氧腐蝕一直存在，在強(qiáng)酸性環(huán)境中發(fā)生析氫腐蝕，吸氧腐蝕被抑制。
資料顯示
總結(jié)：吸氧腐蝕和析氫腐蝕是一種競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
任務(wù)四
歸納小結(jié)
濃度
性質(zhì)
反應(yīng)
影響
決定
電解質(zhì)酸性較強(qiáng)
氧化性H+>O2
析氫腐蝕
電解質(zhì)酸性較弱、中性，堿性
氧化性H+吸氧腐蝕
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任務(wù)五
解決問題
博物館保存鐵器文物要求相對(duì)濕度0-40%、環(huán)境相對(duì)濕度日波動(dòng)小于5%的穩(wěn)定環(huán)境中。原因是什么？從腐蝕的原理分析。
防止在鐵的表面形成水膜，阻斷形成電解質(zhì)溶液來防止形成電化學(xué)腐蝕的吸氧腐蝕
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
問題：水膜中的電解質(zhì)溶液如何形成的。
CO2等氣體
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
博物館的選址一般有什么特點(diǎn)？
周圍無鬧市區(qū)和工廠
產(chǎn)生比較多的CO2、SO2、H2S的酸性氣體
為什么不建在鬧市區(qū)和或者有工廠的周圍？
如果我們的博物館設(shè)在釋放CO2、SO2、H2S等 酸性氣體多的環(huán)境中會(huì)發(fā)生什么腐蝕？
析氫腐蝕和化學(xué)腐蝕
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
任務(wù)六 正確看待腐蝕
金屬腐蝕的應(yīng)用
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
鎂合金心血管支架，怎么就和我們的腐蝕有關(guān)系呢？
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
情景導(dǎo)入 概念構(gòu)建 探究原理 解決問題 拓展應(yīng)用
知識(shí)總結(jié)
1、金屬腐蝕的分類
2、吸氧腐蝕的條件和原理
3、析氫腐蝕的條件和原理。
課后作業(yè)
請(qǐng)上網(wǎng)查詢鐵器文物為了更好的保全它的全貌，文物修復(fù)師需要對(duì)它們?nèi)绾涡迯?fù)和保護(hù)，并給鐵器文物寫一份保護(hù)手冊(cè)。
完成相應(yīng)的配套資料的練習(xí)。
感
謝
指
導(dǎo)

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