原电池金属的腐蚀与防护

第六节原电池金属的腐蚀与防护目的要求：1.使学生了解原电池的化学原理2.了解金属腐蚀，特别是电化腐蚀和金属防护的一般方法。重点、难点：原电池的化学原理和金属的电化腐蚀教学方法：探索法（启发引导）引入我们知道，物质发生化学反应时必然要有能量的变化，也就是说化学能常常与热能、光能等相互转化。比如在一般化学反应里，常表现出放热或吸热的现象，有的化学反应还伴随有发光，产生电流等等。今天我们主要探讨的是有关化学能是如何转变为电能。实验初中我们就已经学习过，活泼金属能与酸反应放出氢气，而不活泼金属就不能与酸反应置换氢气。（1）把一块锌片和一块铜片平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。ZnCuH2SO4现象：锌片上有气体放出，铜片上无明显现象。分析Zn+2H+===Zn2++H22e板书金属活动性顺序：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属单质失电子能力：强弱（还原性）金属离子得电子能力：弱强（氧化性）实验ZnCuH2SO4现象：锌片不断溶解、铜片上有气泡、灵敏电流计指针发生偏转。结论两极发生氧化还原反应，产生电流。明确（1）锌比铜活泼（2）氢离子在铜片上获得电子板书电极名称锌片（负极）Zn–2e===Zn2+(氧化反应)电极材料铜片（正极）2H++2e===H2(还原反应)（电极反应式）总化学方程式：Zn+2H+===Zn2++H2板书第六节原电池金属的腐蚀与防护一．原电池：1．原电池形成三条件：（1）正负电极（2）电解质溶液（3）电极接触或导线连接2．原理三要点：（1）相对活泼金属作负极----电子流出-----氧化反应（2）相对不活泼金属（或碳）作正极------电子流入------还原反应（3）导线中（接触）有电流通过，使化学能转变为电能3．原电池：把化学能转变为电能的装置练习下列能发生原电池反应的是CuCuZnCuZnCuAgNO3乙醇硫酸硫酸实质电极在电解质溶液中的氧化还原反应结果活泼金属被氧化、被腐蚀。板书二、金属腐蚀与防护：1.金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。（1）本质：金属原子失电子而被氧化M–ne==Mn+(2)分类：化学腐蚀：金属与其他物质直接氧化反应金属被氧化（不是电解质溶液）（无电流产生）电化腐蚀：不纯金属或合金发生原电池反应活泼金属被氧化电解质溶液（有电流产生）板书（3）钢铁腐蚀：铁：负极水膜（电解质溶液）在钢铁表面形成无数微小原电池碳：正极分类析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强（弱酸）水膜酸性较弱或呈中性负极反应Fe–2e===Fe2+2Fe–4e===2Fe2+正极反应2H++2e===H22H2O+O2+4e==4OH-总反应Fe+2H+==Fe2++H22Fe+2H2O+O2==2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3.xH2O次要主要4.金属的化学腐蚀：例如：铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀，在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀。概念：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。5．化学腐蚀与电化腐蚀的对比（1）相同点：金属原子失电子而被氧化的过程，即金属原子转化为阳离子的过程。（2）不同点：条件金属与氧化剂直接反应不纯金属与电解质溶液接触现象无电流有电流本质金属被氧化活泼金属被氧化（3）相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。讨论原电池中的电荷移动方向：e阴离子阳离子板书几种常见新型原电池1．铅蓄电池Pb+PbO2+2H2SO4====2PbSO4+2H2O(-)(+)2.燃料电池新型电池中，电极的导电材料一般多孔的金属板，负极是通入还原剂的一方，正极是通入氧化剂的一方。如：氢氧燃料电池，电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液：正极：O2+4e+2H2O===4OH-负极：2H2–4e+4OH-===4H2O又如：甲烷燃料电池；电解质溶液为氢氧化钾溶液：正极：2O2+8e+4H2O===8OH-负极：CH4+10OH--8e===CO32-+7H2O总反应：CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O介绍白口铁马口铁外电路内电路板书金属腐蚀的防护1．金属腐蚀的原因：金属本身的组成和结构是锈蚀的根据；外界条件（如：温度、湿度、与金属接触的物质）是促使金属锈蚀的客观因素。2．防护：（1）改变金属内部组成结构，可以增强金属耐腐蚀的能力。如：不锈钢。（2）在金属表面覆盖一层保护层，以断绝金属与外界物质接触，达到耐腐蚀的效果。（油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜）（3）电化学保护法：牺牲阳极阴极保护法、外加电流阴极保护法。作业教材：1、2、3、4、5练习册