钢铁的电化腐蚀和电化学保护.docx

第32届教学研讨会——选修4 第四章第四节·金属的电化学腐蚀与防护—复习探究课
深入探究铁腐蚀的条件及影响因素
成都市树德中学化学组 刘发春
【学习目标】
1.通过常规实验手段和数字化实验手段进行实验探究，宏观认识铁的腐蚀，培养“宏观辨识”的核心素养；
2.通过图像分析，微观探析铁的腐蚀与溶液酸碱性的关系，培养“微观探析”的核心素养；
3.通过讨论交流，探究影响吸氧腐蚀速率的因素，培养“证据推理”的核心素养，归纳防腐的方法，形成“学以致用”的思想观念，培养社会责任感。
【学习重点】分析铁的腐蚀与溶液酸碱性的关系以及探究影响吸氧腐蚀速率的因素；
【学习过程】
课前案——基础知识回顾
活动形式
活动过程与结果
1.回忆电化学知识并书写：铁的两种腐蚀的反应方程式

1.析氢腐蚀：
所需电解质溶液的酸碱性： ；
正极反应式： ；
负极反应式： ；
总反应方程式： 。
长时间可能观察到的现象： 。
2.吸氧腐蚀：
所需电解质溶液的酸碱性： ；
正极反应式： ；
负极反应式： ；
总反应方程式： 。
长时间可能观察到的现象： 。
2.独立思考：可以通过哪些实验方法能判断铁的腐蚀是“析氢”还是“吸氧”？请简述你的实验方案
方案1：
。
方案2：
。
方案3：
。

4

课中案——深入探究
【活动一】 实验探究 宏观认识铁的腐蚀
时间
活动形式
活动过程与结果

13
min

小组
实验
9
min
实验
验证
5min
一、宏观认识铁的腐蚀
1.实验探究铁在饱和NaCl溶液或0.5mol/LH2SO4中是否发生了腐蚀，若发生了腐蚀，是“析氢腐蚀”还是“吸氧腐蚀”？
实验方案：通过测量 判断是否发生腐蚀及腐蚀的类型。
汇报
评价
4min
实验现象： 。
实验结论： 。
演
示
实
验
4min
2.运用“数字化”实验手段，快速验证铁的吸氧腐蚀
实验步骤：
①取2mL饱和NaCl溶液注入干燥的试管中，并旋转试管，使溶液润湿试管内壁，用湿毛巾包裹试管；
②取2药匙铁碳混合物加入试管中，尽可能使其均匀的附着在内壁上；
③塞上接有压强探头的橡胶塞，观察压强曲线变化。
实验结论：

【活动二】 微观探析铁的腐蚀
时间
活动形式
活动过程与结果

二、探究析氢腐蚀和吸氧腐蚀与溶液酸碱性的大致关系
将40g含铁混合物（30g Fe，6g活性碳，4g蛭石）加入三颈烧瓶中（三颈烧瓶置于冷水中），并一次性加入45mL 0.5mol/L（pH=0）的H2SO4溶液，迅速振荡并插上氧气（体积分数）探头、pH探头和压强探头。经过较长时间的实验过程，得到如下图像。
注：蛭石可以看作是由SiO2、 Al2O3 、Fe2O3、 MgO、 H2O形成的疏松多孔的复杂物质，能吸附并储存自身重量55%的水份。

15
min
讨论
交流
8min

汇报
评价
7min

请分析图像，根据图像所给信息进行推理填写下表：
反应阶段
0—t1
t1—t2
t2之后
主要发生的腐蚀
填“析氢”或“吸氧”或“同时发生”

正极反应式

大致的pH值范围

对应的酸碱性环境

【活动三】 讨论交流 探究影响吸氧腐蚀速率的因素
时间
形式
活动过程与结果

10
min
独立思考
分析
4min

汇报评价
4min

三、探究影响吸氧腐蚀速率的因素
1.请分析下列几组随条件改变V(O2)%变化的图像，回答相关问题。

（1）该实验的目的是探究 对吸氧腐蚀速率的影响。
（2）对比曲线②、③、④能得出什么结论？
。
（3）曲线①对应条件下吸氧腐蚀进行非常缓慢的原因可能是什么？
。

（1）进行实验②、③、④、⑤的目的是探究 对吸氧腐蚀速率的影响，
由此得出的结论是 。
（2）实验①对应条件下吸氧腐蚀进行非常缓慢的原因可能是什么？
。
归
纳
2min
四、减少铁腐蚀的常见方法
请结合上述探究归纳防护的方法。

。
附：《课前案》参考答案
请先预习填空后订正。若出现错误，请回归课本复习；实验方案用于课上讨论分析，请认真思考。
1.较强的酸性环境；2H＋+2e- =H2↑；Fe-2e- =Fe2＋；Fe +2H＋= Fe2＋+H2↑；铁极逐渐腐蚀溶解，正极有气泡，溶液变为浅绿色。
2. 弱酸性、中性及碱性环境；O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-；Fe-2e- = Fe2＋；2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2；
铁极逐渐腐蚀溶解，较长时间后能观察到铁锈。