2019-2020年高二化學(xué)原電池 金屬的腐蝕與防護(hù)教案 人教版

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1、2019-2020年高二化學(xué)原電池金屬的腐蝕與防護(hù)教案人教版目的要求：1.使學(xué)生了解原電池的化學(xué)原理2.了解金屬腐蝕，特別是電化腐蝕和金屬防護(hù)的一般方法。重點(diǎn)、難點(diǎn)：原電池的化學(xué)原理和金屬的電化腐蝕教學(xué)方法：探索法（啟發(fā)引導(dǎo)）引入我們知道，物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時必然要有能量的變化，也就是說化學(xué)能常常與熱能、光能等相互轉(zhuǎn)化。比如在一般化學(xué)反應(yīng)里，常表現(xiàn)出放熱或吸熱的現(xiàn)象，有的化學(xué)反應(yīng)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(guān)化學(xué)能是如何轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?shí)驗(yàn)初中我們就已經(jīng)學(xué)習(xí)過，活潑金屬能能與酸反應(yīng)置換氫氣。（1）把一塊鋅片和一塊銅片平行地寸2與酸反應(yīng)放出氫氣，而不活潑金屬就不插入盛有稀硫酸的燒

2、杯中，觀察現(xiàn)象。Zn11CuPF|十H2S04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+H2t2e板書金屬活動性順序：KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu金屬單質(zhì)失電子能力：弓_弱（還原性）金屬離子得電子能力：身強(qiáng)（氧化性）實(shí)驗(yàn)Zn:UH2SO4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(zhuǎn)。結(jié)論兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，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電極總化名稱鋅片（負(fù)極）Zn-2e=Zn2+（氧化反應(yīng)）材料銅片（正極）2H+2e=H2（還原反應(yīng)）（電極反應(yīng)式）學(xué)方程式：Zn+2H+=Zn

3、2+H2板書第六節(jié)原電池金屬的腐蝕與防護(hù)原電池:1.1.原電池形成三條件：(1)(1)正負(fù)電極(2)(2)電解質(zhì)溶液(3(3電極接觸或?qū)Ь€連接2.2.(1)(2)原理三要點(diǎn)：（1）氧化反應(yīng)（2）電子流入（3）能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芟鄬顫娊饘僮髫?fù)極電子流出相對不活潑金屬（或碳）作正極還原反應(yīng)導(dǎo)線中（接觸）有電流通過，使化學(xué)實(shí)質(zhì)電極在電解質(zhì)溶液中的氧化還原反應(yīng)結(jié)果活潑金屬被氧化、被腐蝕。板書二、金屬腐蝕與防護(hù)：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(yīng)而腐蝕損耗的過程。（1）（1）本質(zhì)：金屬原子失電子而被氧化M-ne=Mn+（2）分類：化學(xué)腐蝕：金屬與其他物質(zhì)直接氧化反應(yīng)#金屬被氧化

4、（不是電解質(zhì)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(yīng).活潑金屬被氧化電解質(zhì)溶液（有電流產(chǎn)生）板書（3）鋼鐵腐蝕：鐵：負(fù)極水膜（電解質(zhì)溶液）原電池1碳：正極在鋼鐵表面形成無數(shù)微小分類析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)（弱酸）水膜酸性較弱或呈中性負(fù)極反應(yīng)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正極反應(yīng)2H+2e=H22H2O+02+4e=40H-總反應(yīng)Fe+2H+=Fe2+H22Fe+2H20+02=2Fe(0H)24Fe(0H)2+2H20+02=4Fe(0H)3Fe203.xH20次要主要討論板書介紹4. 金屬的化學(xué)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

5、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(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。特點(diǎn)：反應(yīng)簡單、金屬與氧化劑之間的氧化還原反應(yīng)。5. 化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的對比(1) (1)相同點(diǎn)：金屬原子失電子而被氧化的過程，即金屬原子轉(zhuǎn)化為陽離子的過程。(2) (2)不同點(diǎn)：條件金屬與氧化劑直接反應(yīng)不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流有電流本質(zhì)金屬被氧化活潑金屬被氧化(3) (3)相互關(guān)系：往往同時發(fā)生，電化腐蝕要比化學(xué)腐蝕普遍得多。原電池中的電荷移動方向：e十陰離子；筑陽離子幾種常見新型原電池1. 1.鉛蓄電池Pb+Pb02+2H2S04=2PbS04+2H20(-)(+)2. 燃料電池新型電池中

6、，電極的導(dǎo)電材料一般多孔的金屬板，負(fù)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(zhì)溶液為30%的氫氧化鉀溶液：正極：02+4e+2H2O=4OH-負(fù)極：2H2-4e+40H-=4H20又如：甲烷燃料電池；電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀溶液：正極：202+8e+4H20=80H-負(fù)極：CH4+100H-8e=C032-+7H20總反應(yīng)：CH4+202+20H-=C032-+3H20白口鐵馬口鐵板書金屬腐蝕的防護(hù)1. 1.金屬腐蝕的原因：金屬本身的組成和結(jié)構(gòu)是銹蝕的根據(jù)；外界條件(如：溫度、濕度、與金屬接觸的物質(zhì))是促使金屬銹蝕的客觀因素。2. 2.防護(hù)：(1) (1)改變金屬內(nèi)部組

7、成結(jié)構(gòu)，可以增強(qiáng)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(hù)層，以斷絕金屬與外界物質(zhì)接觸，達(dá)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(xué)保護(hù)法：犧牲陽極陰極保護(hù)法、外加電流陰極保護(hù)法。作業(yè)教材：1、2、3、4、5練習(xí)冊2019-2020年高二化學(xué)原電池原理及其應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)：知識目標(biāo)：使學(xué)生理解原電池的結(jié)構(gòu)和工作原理。學(xué)會判斷原電池的正、負(fù)極，初步學(xué)會電極反應(yīng)式及原電池反應(yīng)方程式的書寫。情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出結(jié)論的科學(xué)態(tài)度，訓(xùn)練科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，滲透環(huán)境保護(hù)意識能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生探索式的思維能力、自學(xué)能力

8、和動手能力及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：原電池原理；電極反應(yīng)的書寫。教學(xué)方法：1、實(shí)驗(yàn)探究法通過實(shí)驗(yàn)、分析、討論、總結(jié)應(yīng)用等過程，誘導(dǎo)學(xué)生觀察、思考、推理、探究。2、教學(xué)中以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，教材為主線，思維為中心；3、利用計算機(jī)軟件(CAI)?；⒂^、抽象為具體、直觀、形象。學(xué)習(xí)方法：預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)觀察思考討論總結(jié)。教學(xué)用品：鐵絲、銅絲、鋅片、銅片、稀硫酸、導(dǎo)線、燒杯、電流計教學(xué)過程：導(dǎo)入通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道，化學(xué)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?，如鎂帶燃燒放出耀眼白光?；瘜W(xué)能還可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，如中和反?yīng)放熱。那么化學(xué)能否轉(zhuǎn)變成電能呢？演示試驗(yàn)用一張音樂賀卡，當(dāng)接通電源時，發(fā)出悅

9、耳的聲音，如果把兩根導(dǎo)線分別連接銅絲、鐵絲，同時插入到稀硫酸中，同樣，賀卡發(fā)出美妙的音樂，想一想，這套裝置同電池一樣為賀卡提供了電能，這是為什么呢？這就是我們今天共同研究的課題原電池的原理及其應(yīng)用。板書第四節(jié)原電池原理及其應(yīng)用板書原電池實(shí)驗(yàn)探索用鋅片、銅片、稀硫酸按下列要求做實(shí)驗(yàn)。投影實(shí)驗(yàn)步驟（學(xué)生實(shí)驗(yàn)）現(xiàn)象及原因1鋅片插入稀硫酸（投影實(shí)驗(yàn)）2銅片插入稀硫酸（投影實(shí)驗(yàn)）3.鋅片和銅片上端連接在起插入稀硫酸（投影實(shí)驗(yàn)）4.鋅片和銅片之間連電流表起插入稀硫酸5.用干電池判斷電流方向思考1、鋅片和銅片分別插入稀硫酸有什么現(xiàn)象發(fā)生？2、鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，銅片表面為什么有氣泡產(chǎn)成？3、

10、鋅片的質(zhì)量有無變化？溶液中C（H+）有何變化？4、寫出鋅片和銅片上變化的離子方程式。5、電子流動的方向如何？6、從能量變化的角度分析，這是什么裝置？7、與鋅單獨(dú)與稀硫酸反應(yīng)比較，有那些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？教師引導(dǎo)學(xué)生討論、歸納、得出結(jié)論1、鋅片與稀硫酸反應(yīng)，鋅片逐漸溶解，鋅片周圍產(chǎn)生氣泡。原因：鋅失去電子變成鋅離子，發(fā)生氧化反應(yīng):Zn2e-=Zn2+。溶液中的金屬直接從鋅片上獲得電子變成氫氣，發(fā)生還原反應(yīng)：2H+2e-=H仁總反應(yīng)式：Zn+2H+=Z+H仁而銅為22不活潑金屬，與稀硫酸不反應(yīng)。2、當(dāng)鋅片與銅片相連后插入稀硫酸，鋅片逐漸溶解，仍為鋅失去電子變成鋅離子進(jìn)入溶液，發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn2e-

11、=Zn2+,但銅片上有氣泡產(chǎn)生。原因：電子由鋅片通過導(dǎo)線流向銅片。溶液中的氫離子從銅片上獲得電子被還原，生成氫氣，發(fā)生還原反應(yīng)：2H+2e-=H2f。鋅片質(zhì)量減少，溶液中C（H+）減少。4、從能量變化的角度分析，這是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原電池裝置。正極是銅，負(fù)極是鋅。與鋅單獨(dú)與稀硫酸反應(yīng)比較：相同點(diǎn)：反應(yīng)原理相同：Zn+2H+=Zn2+Hf,均為鋅溶解，氫離子得到電子生成氫氣。不同點(diǎn)：鋅單獨(dú)與稀硫酸反2應(yīng)，溶液中的氫離子直接從鋅片上得到電子，生成氫氣。而鋅片、銅片用導(dǎo)線連起來，一起浸入稀硫酸中，溶液中的氫離子從銅片上得到電子，生成氫氣。（銅片起傳導(dǎo)電子的作用）前者將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，后者將化學(xué)

12、能轉(zhuǎn)化為電能。教師總結(jié)這種化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。板書1、原電池的定義：化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。講述這一現(xiàn)象早在1799年被意大利的物理學(xué)家伏打捕捉到并加以研究，發(fā)明了世界上第一個電池一伏打電池，即原電池。觀看計算機(jī)動畫模擬鋅與鐵、鋅與石墨分別與稀硫酸構(gòu)成原電池兩極的氧化還原反應(yīng)。投影（學(xué)生分析歸納并完成下表）電極電極材料電極反應(yīng)反應(yīng)類型得失電子的粒子電子流動方向負(fù)極鋅片Zn-2e-=Zn2+氧化反應(yīng)Zn原子Zn片一Cu片正極銅片2H+2e-=Hf2還原反應(yīng)H+離子講述下面我們再做幾個實(shí)驗(yàn)共同探討一下原電池的組成條件和原理教師引導(dǎo)：通過電流計指針偏轉(zhuǎn)情況分析以上裝置哪些可形

13、成原電池，并結(jié)合所給裝置圖分析組成原電池的條件和原理。展示實(shí)驗(yàn)：展示幾個實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓學(xué)生從中分析出組成原電池的條件和原理：（先觀察現(xiàn)象，再判斷，最后書寫電極反應(yīng)方程式）FefCuSOq)4酒精投影FeC針偏轉(zhuǎn)情況分析以上裝置哪些可形成原電池?2、正、負(fù)極各為什么物質(zhì)，兩極上各發(fā)生什么變化？電子流動方向如何？設(shè)疑1、通過電流計指3、學(xué)生觀察分析討論1、A、B可形成原電池2、A：負(fù)極:Zn-2e-=Zn2+正極:2H+2e-=Hf2總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2+Hf2B：負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+正極：Cu+2e-=Cu總反應(yīng)：Fe+Cu2+=Fe2+Cu3、電子流動方向A、Znf外電路fCB、

14、Fef外電路fCu討論，總結(jié)：板書2、原電池的構(gòu)成條件 、有兩種活潑性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）作電極； 、電極材料均插入電解質(zhì)溶液中且形成閉合回路 、氧化還原反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行3、原電池的原理：較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）流向較不活潑的金屬（正極）學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn):有鋅片、銅片、橘子、PH試紙、電流表，請同學(xué)們推斷一下能否組成原電池？并親手設(shè)計一個原電池。（學(xué)生實(shí)驗(yàn)）講述通過這個實(shí)驗(yàn)，大家知道了用橘子汁作電解液也可以組成原電池。我們回家也可以用其它金屬、水果、液體再試一試，把兩個極板的另一端通過導(dǎo)線接觸耳機(jī)的兩極，仔細(xì)聽聽有什么聲音，并想想說明什么問題。練習(xí)1、某原電池

15、的總反應(yīng)的離子方程式是：Zn+Cu2+=Zn2+Cu此反應(yīng)的原電池的正確組成是()正極負(fù)極電解質(zhì)溶液(A)CuZnHCl(B)ZnCuCuSO(C)CuZn4CuSO4(D)CuZn4ZnCl42、把a(bǔ)、b、c、d4塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負(fù)極；c、d相連時，d極上產(chǎn)生大量氣泡；a、c相連時，電流由c經(jīng)導(dǎo)線流向a；b、d相連電子由d經(jīng)導(dǎo)線流向b,則此4種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋ǎˋ）abcd（B）acdb（C）cabd（D）bdca課堂總結(jié)：按板書的內(nèi)容，歸納本節(jié)的內(nèi)容和要點(diǎn)。1、原電池Y2、原電池組成條件-3、原電池的工作原理作業(yè)：1、課本

16、習(xí)題一、1、3、4，二、1、2、32、將反應(yīng)2FeCl+Cu=2FeCl+CuCl設(shè)計成一個原電池。畫出裝置圖,322并寫出電極反應(yīng)方程式預(yù)習(xí)：1P99102“二、化學(xué)電源”、“三、金屬的電化學(xué)腐蝕”2.回家搜集廢干電池并拆開，弄清它的構(gòu)造及原理。板書設(shè)計第四節(jié)原電池原理及其應(yīng)用原電池1、原電池的定義：化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。電極電極材料電極反應(yīng)反應(yīng)類型得失電子的粒子電子流動方向負(fù)極鋅片Zn-2e-=Zn2+氧化反應(yīng)Zn原子Zn片竺銅片正極銅片2H+2e-=Ht2還原反應(yīng)H+離子2、原電池的構(gòu)成條件 、有兩種活潑性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）作電極； 、電極材料均插入電解質(zhì)溶液中且形成閉合回路 、氧化還原反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行3、原電池的原理：較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）流向較不活潑的金屬（正極）