2019-2020年高二化學(xué)原電池 金屬的腐蝕與防護教案 人教版

2019-2020年高二化學(xué)原電池金屬的腐蝕與防護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的一般方法。重點、難點：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)殡娔堋嶒灣踔形覀兙鸵呀?jīng)學(xué)習過，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（氧化性）實驗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+=Zn2+H2板書第六節(jié)原電池金屬的腐蝕與防護原電池:1.1.原電池形成三條件：(1)(1)正負電極(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：（1）氧化反應(yīng)（2）電子流入（3）能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芟鄬顫娊饘僮髫摌O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：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（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（弱酸）水膜酸性較弱或呈中性負極反應(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：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：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：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，電極的導(dǎo)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(zhì)溶液為30%的氫氧化鉀溶液：正極：02+4e+2H2O=4OH-負極：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：(1) (1)改變金屬內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)，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(zhì)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(xué)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2019-2020年高二化學(xué)原電池原理及其應(yīng)用教學(xué)目標：知識目標：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：培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和依據(jù)實驗事實得出結(jié)論的科學(xué)態(tài)度，訓(xùn)練科學(xué)的學(xué)習方法，滲透環(huán)境保護意識能力目標：培養(yǎng)學(xué)生探索式的思維能力、自學(xué)能力和動手能力及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。教學(xué)重點、難點：原電池原理；電極反應(yīng)的書寫。教學(xué)方法：1、實驗探究法通過實驗、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、利用計算機軟件(CAI)。化微觀、抽象為具體、直觀、形象。學(xué)習方法：預(yù)習實驗觀察思考討論總結(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，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)闊崮埽缰泻头磻?yīng)放熱。那么化學(xué)能否轉(zhuǎn)變成電能呢？演示試驗用一張音樂賀卡，當接通電源時，發(fā)出悅耳的聲音，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)用板書原電池實驗探索用鋅片、銅片、稀硫酸按下列要求做實驗。投影實驗步驟（學(xué)生實驗）現(xiàn)象及原因1鋅片插入稀硫酸（投影實驗）2銅片插入稀硫酸（投影實驗）3.鋅片和銅片上端連接在起插入稀硫酸（投影實驗）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、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、與鋅單獨與稀硫酸反應(yīng)比較，有那些相同點和不同點？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入溶液，發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn2e-=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，負極是鋅。與鋅單獨與稀硫酸反應(yīng)比較：相同點：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：鋅單獨與稀硫酸反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)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驗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。展示實驗：展示幾個實驗現(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）Fef>CuSOq)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：負極:Zn-2e-=Zn2+正極:2H+2e-=Hf2總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2+Hf2B：負極：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、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（負極）流向較不活潑的金屬（正極）學(xué)生設(shè)計實驗: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)生實驗）講述通過這個實驗，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)線接觸耳機的兩極，仔細聽聽有什么聲音，并想想說明什么問題。練習1、某原電池的總反應(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()正極負極電解質(zhì)溶液(A)CuZnHCl(B)ZnCuCuSO(C)CuZn4CuSO4(D)CuZn4ZnCl42、把a、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到弱的順序為（）（A）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。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、課本習題一、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：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（負極）流向較不活潑的金屬（正極）