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1、用心爱心专心 金属的电化学腐蚀 （苏教版化学反应原理第三单元金属的腐蚀与防护第 1 课时） 江苏省 苏州市苏苑高级中学 江苏省特级教师教授级中学高级教师郭瑞春（邮编 215128） 教学目标 通过多种形式了解金属腐蚀带来的危害，认识防止金属腐蚀的重要意义。 了解化学腐蚀和电化学腐蚀的含义，理解电化学腐蚀发生的条件。 通过实验探究铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀的区别，并认识不同腐蚀发生的条件。 教学重点 金属的电化学腐蚀原理 教学过程 【设问】现实生活中有一种有趣的现象：人们喜欢戴金项链，而从来没有人戴铁项链， 这是什么原因？ 汽车零部件却大都是钢铁制的，它表面为什么要被涂上各种各样油漆，仅仅是为了好看
2、 吗？ 【学生讨论】略 【讲述】 我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值(GNP)的 2% 4% ，钢铁因腐蚀而报废 的数量约占钢铁当年产量的25%-30% 。 金属腐蚀还可能造成环境污染。 【讲述】我们以铁为代表，讨论金属的腐蚀问题。 【讨论】怎样的情况被人们认为铁被腐蚀了？ 【结论】铁与其他物质发生化学变化，生成了化合物，就是铁的腐蚀。如，铁与氯气反 应生成 FeCl3，铁与盐酸反应生成FeCl2，铁在高温下与氧气反应生成Fe3O4，铁在潮湿的空气 中，与空气中的水、氧气等发生反应生成铁锈等。 前 3 种情况称为铁的化学腐蚀，后一种情况称为铁的电化学腐蚀。 【演示实验】按下列图示装置进行实
3、验1、实验 2 、实验 3 的对比实验（对教材22 页中 “活动与探究”的进行实验进行了改进。） 【猜想】演示前，先可以让学生猜想一下这3 个实验应该有哪些现象，然后把猜想结果 和实验事实想比较。 用心爱心专心 【实验操作要点】可以先做实验1，该反应较慢。实验2 和实验 3 应该同时进行，即胶头 滴管中的液体应该同时滴入。 【讨论与思考】 3 个实验的现象分别怎样？ 实验 1 与实验 2 发生的反应速度快慢为什么不同？ 实验2 为什么开始时有气体放出？属于化学腐蚀还是电化学腐蚀？最后，为什么气体体 积反而减少产生倒吸现象？，且比实验3 倒吸快？为什么？ 实验 1 最终也倒吸了，为什么？其倒吸原
4、因与实验2 是否相同？ 实验 3 开始时也有少量气体产生，为什么？ 【总结】通过以上讨论，我们可以得出下列结论： 实验 1 主要是化学腐蚀（物质间直接接触而反应）。 实验2 因为铁粉内加入了碳粉，构成了原电池，电源负极是铁，电源的正极是炭，从而 发生电化学腐蚀。 实验 3 也是电化学腐蚀。 【分析和讨论】 实验 1： 化学腐蚀， Fe+2CH3COOH = Fe(CH3COO)2+H2 实验 2： 刚开始反应时，酸性较强，c(H +) 较大，析出氢气，称为析氢腐蚀。有关反应有： 负极： Fe2e = Fe 2+ （氧化反应） 正极： 2H +2e =H2（还原反应） 总反应： Fe+2H +=
5、Fe2+H 2 当反应一段时间后，c(H +) 减小，空气中的 O2参加反应，发生吸氧腐蚀。 实验 3： 主要为吸氧腐蚀。有关反应有： 负极： 2Fe4e =2Fe 2+ （氧化反应） 正极： O2+2H2O+4e =4OH （还原反应） 总反应： 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 Fe(OH)2进一步与O2反应生成Fe(OH)3，然后脱去一部分水生成Fe2O3nH2O （铁锈主要成 分） 。 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 【讨论】 实验 2、实验 3 中，碳粉作用是什么？这2 个实验对现实生活有何作用？ 生铁与纯铁哪个更容易被腐蚀？为什么？ 用心爱心专心 NaC
6、l 溶液的作用是什么？ 铁与 NaOH 溶液不反应，那为什么铁会被NaOH 溶液腐蚀？ 如果装置中没有空气，呈真空状态，或仅有氮气等气体，会发生吸氧腐蚀吗？（可以 补充实验4，进行对比实验） 如果没有水，只有铁粉、碳粉、NaCl 固体，会发生反应吗？ 【讨论】讨论教材24 页“交流与讨论”内容。 【总结归纳】 金属的腐蚀以电化学腐蚀比化学腐蚀严重得多。 电化学腐蚀是氧化还原反应，必须有电子的得失。 电化学腐蚀分吸氧腐蚀（微酸性、中性或碱性条件）和析氢腐蚀（酸性条件）两种。 板书设计 金属的电化学腐蚀 金属腐蚀的本质 金属发生化学反应（氧化还原反应）生成化合物。 金属腐蚀的类型 实验 1：Fe
7、粉 + CH3COOH(aq) 现象：产生气体，速度慢 化学腐蚀：直接发生化学反应 Fe+2CH3COOH = Fe(CH3COO)2+H2 电化学腐蚀 （比化学腐蚀更普遍） 实验 2：Fe 粉 + C 粉 + CH3COOH(aq) 现象：产生气体，很快倒吸，速度快， 析氢腐蚀（酸性条件） 负极： Fe2e = Fe 2+ （氧化反应） 正极： 2H +2e =H2（还原反应） 总反应： Fe+2H +=Fe2+H 2 实验 2：Fe 粉 + C 粉 + NaCl(aq) 现象：产生气体（极少量），倒吸，速度比实验2 慢 吸氧腐蚀（微酸性、中性或碱性条件） 负极： 2Fe4e =2Fe 2+
8、 （氧化反应） 正极： O2+2H2O+4e =4OH （还原反应） 总反应： 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe(OH)2进一步与O2反应生成Fe(OH)3，然后脱去一部分水生成Fe2O3nH2O （铁锈主要成 用心爱心专心 分） 。 专题 2 化学反应与能量变化 第一单元化学反应速率 扬州市新华中学王峰 教学目标 1知识与技能 （1）了解化学反速率的概念和表示方法。 （2）了解影响化学反应速率的因素，并能用于解释有关现象。 （3）初步培养实验观察能力、操作能力和分析能力。 2过程与方法 （1）初步学会化学反应速率的计算方法。
9、（2）在观察和实验中激发探究的欲望。 3情感、态度与价值观 （1）通过前沿化学的介绍，激发进一步学习化学原理的兴趣。 （2）认识事物发展是由内外因共同决定的哲学内涵。 教学重点、难点 重点：化学反应速率的表示方法，影响化学反应速率的因素。 难点：化学反应速率的概念。 教学方法 实验探究、合作学习 教学过程 引入（情景设计）视频：香蕉由青变熟，鞭炮的爆炸 【设计意图】创设情景。 问题 1为什么不同的化学反应有的快，有的慢？ 媒体展示碱金属分别和水反应的录象 问题 2 这几个反应的快慢程度相同吗？为什么不同？化学反应进行快慢程度不同的根 本原因是什么？ 用心爱心专心 问题 3 该如何描述着几个反应
10、的快慢程度呢？人们是如何描述运动快慢的？化学反应 过程中什么在变？如何规定化学反应速率？ 演示实验1观察碘时钟反应，思考如何表示该反应的速率。 信息：亚硫酸钠消耗完全时，溶液变色。 数据：混合后亚硫酸钠的浓度1.0 10 -3 mol/L 。 演示实验2观察反应物的用量减半后的碘时钟实验。两次实验，在相同时间内哪个量 的变化是相同的？ 板书化学反应速率：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。 表达式：vB cB/ t 单位：mol ( Lmin) 1 或 mol( Ls ) 1 例 1运用公式进行简单计算 由实验可知，25时，一份双氧水样品经过2 h ，H2O2的浓度从510 -2 m
11、ol ?L -1 下降到3 10 -2 mol ?L -1 ，求 2 h 内反应平均速率。 例 2体会用不同物质表示反应速率时数值间的关系。 在一体积固定的密闭容器中加入反应物A、 B ，发生如下反应：A + 2B = 3C。反应经2min 后， A 的浓度从开始时的1.0 mol ?L -1 降到 0.8 mol ?L -1 。 （1）求 2 min 内该反应的平均速率。 （2）求 2 min 末 C 的浓度，用C的浓度的增加来表示2 min 该反应的平均速率。 （3）若已知反应开始时B 的浓度是1.2mol ?L -1 ，用 B的浓度的减小来表示2 min 该反应 的平均速率。 小结 1用
12、不同物质表示同一反应的反应速率时，其值可以不同，但含义相同；其比值等于各 物质化学计量数之比。 2化学反应速率无论用反应物或生成物浓度的变化表示习惯上均取正值。 过渡根据计算，过氧化氢在通常条件下分解速率很慢，可有时却需要它进行得很快， 例如：甲虫在遇到天敌的时候。看来，除了内因，外界条件也能影响反应的速率。 分组实验影响双氧水分解速率的因素 实验 1：取两支试管，分别加入 2 mL 2 H2O2溶液，其中一支加入少量MnO2，观察，比 较，分析。 实验 2：取两支试管，分别加入2 mL 2、 12的 H2O2溶液（体积相同），再分别滴入2 滴 1 mol L 1的 FeCl 3溶液（滴数相同
13、），观察，比较，分析。 实验 3：将实验 2 中盛有 2 的 H2O2溶液的试管放入热水中水浴加热，比较前后反应的现 象。 化学反应速率与使用催化剂、反应物的浓度、反应的温度等因素有关。其他条件相同时， 用心爱心专心 反应物浓度越大，反应温度越高，反应速率越大，加入催化剂一般能显著增大反应速率。 应用通过实验得出了结论，它是否适用于其它反应呢？预测不同条件下碘时钟实验 的时间变化。 思考为什么反应物的浓度越大，反应速率越快？固体或者气体参加的反应，如何增 加其接触机会？ 讨论铁与氧气的反应 演示实验铁粉燃烧 讨论为什么要研究化学反应的速率的原理和规律？还有哪些问题有进一步研究的价 值？ 实验法 2 定量化 3 微观化 4 实用化 阅读 1999 年诺贝尔化学奖（The Nobel Price in Chemistry 1999）