第一节 化学反应与能量变化 第5课时 参考课件(共42张PPT)

(共42张PPT)
第一节 化学反应与能量变化（第5课时）
第六章 化学反应与能量
【复习】
【例1】下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是( )
C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；
A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出；
B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；
D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；
C
一、导入新课
【例2】下列制氢气的反应速率最快的是( )
C.粗锌和 1mol/L 硫酸
A.纯锌和1mol/L 硫酸
B.纯锌和18 mol/L 硫酸
D.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
一、导入新课
D
【例3】下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是____________________________________。
(4)
(2)
(1)
(3)
一、导入新课
0.1mol/L NaCl
Al
Zn
0.1mol/L NaCl
Fe
Zn
0.1mol/L NaCl
镀Cu-Zn
0.1mol/L NaCl
Zn
(1)
(2)
(3)
(4)
二、讲授新课
金属腐蚀
我国作为世界上钢铁产量最多的国家(2005年全国生产钢材37117.02万吨)，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%~4%；约合人民币：3000亿元(2005年我国国内生产总值将达15万亿元)。
另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震(平均值)损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。
二、讲授新课
腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。
【问题讨论】
一、金属的腐蚀和防护
(1)判断下列装置是否为原电池？若是，指出电极名称并写出电极反应式。
二、讲授新课
(2)若将Fe棒C棒粉碎掺在一起制成一光亮的Fe-C合金棒，插在HCl里，则是否构成了原电池？
HCl
Fe
C
HCl
Fe
C
HCl
Fe-C合金棒
(3)钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里或盐浓度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，原因是什么？
二、讲授新课
金属阳离子
失e-
氧化反应
金属腐蚀的类型
化学腐蚀
电化腐蚀
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
(常见普遍)
金属原子
金属腐蚀的本质：
金属腐蚀：
是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学反应（氧化-还原）而腐蚀损耗的过程。
二、讲授新课
金属的化学腐蚀：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。
二、讲授新课
电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。
铁：负极 水膜（电解质溶液）
碳：正极
在钢铁表面形成无数微小原电池
向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两支试管分别标记为a、b中，按图装好仪器。一段时间后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。
二、讲授新课
a
b
实验现象：
装置a中的导管中水柱上升，装置b中的导管中水柱下降。
思考：导管中的水柱变化说明什么问题？
装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小， a装置中有气体参加反应。
装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。
思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？
在a装置中铁、炭、氯化钠溶液及b装置中铁、炭、醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率。
二、讲授新课
负极： 2Fe - 4e- = 2Fe2+
正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
总反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。
二、讲授新课
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O
进一步反应：
红色的铁锈
正极： 2H++ 2e- =H2 ↑
负极： Fe - 2e- = Fe2+
总反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 ↑
当钢铁处于酸性介质中时，易发生析氢腐蚀；
析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。
二、讲授新课
二、讲授新课
化学腐蚀 电化腐蚀
条件
现象
本质
联系 化学腐蚀与电化腐蚀的比较
金属跟非金属单质直接接触
不纯金属或合金跟电解质溶液接触
无电流产生
有微弱电流产生
金属被氧化
较活泼金属被氧化
两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
二、讲授新课
析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
Fe2O3 · nH2O
（铁锈）
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜呈酸性。
水膜呈中性碱性或酸性很弱。
电极反应
负极Fe(- )
Fe-2e=Fe2+
2Fe-4e=2Fe2+
正极C(+)
2H++2e=H2↑
O2+2H2O+4e=4OH-
总反应:
Fe+2H+=Fe2+↑
2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
联系
二、讲授新课

二、讲授新课
强电解质>弱电解质>非电解质
金属腐蚀的快慢：
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀
同一金属在不同物质中腐蚀的快慢：
二、讲授新课
金属腐蚀快慢的判断：
(1)与构成微电池两极的材料有关。两极材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越 ，活泼金属被腐蚀的速度越 。
(2) 电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀。
(3)同一种金属的腐蚀：在强电解质中 弱电解质中 非电解质中
(4)一般说来：原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀。
注意：在钢铁的腐蚀过程中，其电化学腐蚀更严重，在电化学腐蚀中，吸氧腐蚀更普遍。
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快
快
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交流与讨论
铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。
1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。
因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。
2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。
是由于南极的温度常年在0℃以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行。
二、讲授新课
3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。
是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。
4.当化工厂排出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。
说明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。
二、讲授新课
交流与讨论
请大家根据铁生锈的原理，思考应采取什么措施防止铁生锈？
二、讲授新课
交流与讨论
二、钢铁腐蚀的防护：
1.改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢。
2.金属表面覆盖保护层
如油漆、油脂等，电镀（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保护层。
原理：
隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。
衣架和电线的外面包上一层塑料层
二、讲授新课
3.电化学保护法
原理
形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。
二、讲授新课
牺牲阳极的阴极保护法
形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。
二、讲授新课
你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？请举例说明。
用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换
制成不锈钢，在金属表面镀一层比要保护的金属耐腐蚀的金属。
用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换
锌块
二、讲授新课
外加电流的阴极保护法
将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。
1.如图，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
(1) 若液面上升，则溶液呈____________性，发生_______腐蚀，电极反应式为：负极_________________；正极：____________________。
(2) 若液面下降，则溶液呈_______性，发生_______腐蚀，电极反应式为：负极：_______________正极：_______________。
中性或碱性
吸氧
Fe – 2e-＝Fe2+
O2+2H2O+4e-＝4OH－
酸性
析氢
Fe – 2e-＝Fe2+
2H++2e-＝H2↑
二、讲授新课
2.分析右图，按要求写出有关反应方程式：
（1）铁棒上的电极反应式为：________________________________________
（2）碳棒上的电极反应式为：________________________________________
（3）溶液中发生反应的化学方程式：__________________________________
___________________________________________________________________
2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
O2+2H2O+4e-＝4OH-
2Fe – 4e-＝ 2Fe2+
二、讲授新课
3.镍--镉可充电电池可发生如下反应：
Cd+2NiO(OH)+2H2O
由此可知，该电池的负极材料是( )
Cd(OH)2+2Ni(OH)2
放电
充电
A. Cd
D
B. NiO(OH)
D. Ni(OH)2
C. Cd(OH)2
二、讲授新课
1.下列叙述正确的是( )
A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属
B.由Cu、Zn作电极与CuSO4溶液组成的原电池中Cu是负极。
C.马口铁（镀锡铁）破损时与电解质溶液接触，锡先被腐蚀。
D.铜锌原电池工作时，若有13g锌被溶解，电路中就有0.4mol电子通过
D
三、课堂练习
2.钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是( )
① Fe由单质转化为+2价；
② Fe由+2价转化为+3价；
③ 产生氢气；④产生氧气；
⑤ 杂质C被氧化除去；
⑥ Fe(OH)3失水变成Fe2O3·3H2O。
A. ①②③⑥ B. ①③④
C. 只有①③ D. 全部
A
三、课堂练习
3.为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方法是( )
A.与直流电源负极相连接 B.与直流电源的正极相连接
C.与铜板相连接 D.与锌板相连接
4.下列说法正确的是( )
A.钢铁因含杂质而容易发生电化腐蚀，所以合金都不耐腐蚀
B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀
C.钢铁电化腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同，引起的正极反应不同
D.无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化
AD
CD
三、课堂练习
5. 铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易腐蚀的原因可描述为( )
A. 形成原电池铝作负极
B. 形成原电池时铜作负极
C. 形成原电池时，电流由铝经导线流向铜
D. 铝质铆钉发生了化学腐蚀
6. 以下现象与电化腐蚀无关的是 ( )
A. 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜锈
B. 生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈
C. 铁质器件附有铜质配件，在接触处易生锈
D. 银质奖牌久置后表面变暗
A
D
三、课堂练习
7.钢铁表面镀有下列金属时，当镀层部分被破坏时，铁不易被腐蚀的是( )
A．Sn B．Zn C．Cu D．Ag
8. 如图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )
A.②①③④ B.④③①②
C.④②①③ D.③②④①
B
C
三、课堂练习
9.下列事实不能用电化学理论解释的是( )
A.轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块
B.镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用 　　
C.铝片不用特殊方法保存
D.常温下铝跟稀硫酸快速反应，跟浓硫酸几乎不反应
10.下列叙述中不正确的是( )
A.金属的电化腐蚀比化学腐蚀普遍
B.钢铁在干燥空气里不易腐蚀
C.用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀
D.原电池中电子由正极流入负极
CD
CD
三、课堂练习
11.下列叙述正确的是（ ）
A.原电池中阳离子向负极移动
B.原电池的负极发生氧化反应
C.马口铁（镀锡）的表面一旦破损，铁腐蚀加快
D.白铁（镀锌）的表面一旦破损，铁腐蚀加快
12.自来水管与下列材料做成的水龙头连接，锈蚀最快的铁水管连接的是（ ）
A.铜水龙头 B.铁水龙头
C.塑料水龙头 D.陶瓷水龙头
BC
A
三、课堂练习
13.在经常受酸雨危害的地区，金属制品易受腐蚀。其中铁制品主要发生____ 腐蚀，负极反应式为_____________________；铜制品发生______腐蚀，正极反应式是_____________________。
析氢
Fe - 2e- = Fe2+
吸氧
O2+4H++4e-= 2H2O
三、课堂练习
14.烧过菜的铁锅未及时洗去含有NaCl的残液，过一段时间便出现红棕色的铁锈斑点，已知该锈斑为Fe(OH)3失水的产物。表示Fe(OH)3生成的电极反应式、离子方程式和化学方程式分别为；
（1）负极 ，
正极 ；
（2） ；
（3） 。
2Fe - 4e- = 2Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH-
2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
14.在含有H2S气体的空气中，银器表面易变黑(生成了Ag2S)，原因是银发生了______（填“析氢”或“吸氧”）腐蚀，其电极反应式为：
正极 ，
负极 ，
最终在银器表面生成Ag2S的离子方程式： 。
吸氧
O2+2H2O+4e- = 4OH-
Ag-e- = Ag+
2Ag++H2S=Ag2S+2H+
三、课堂练习
15.为了除去银器表面的Ag2S，可采用如下方法：在一个铝制的容器中放入食盐溶液，将银器浸入食盐溶液，使银器与铝接触良好。过一段时间，银器表面变为银白色，并闻到臭鸡蛋的气味，观察到有少量白色絮状沉淀生成。请用电极反应式和离子方程式表示上述过程。
除去银器表面的Ag2S时:
(-) 2Al-6e=2Al3+
(+) 3Ag2S+6e=6Ag+3S2-溶液中发生如下反应：
2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
(Al3+和S2-的水解反应进行到底。)
三、课堂练习
16.市场上出售的“热敷袋”其中的成分主要是铁粉、碳粉、木屑和少量氯化钠、水等，热敷袋用塑料袋密封，使用时从袋中取出轻轻揉搓就会放出热量，用完后袋内有大量铁锈生成，回答下列各问：
(1) 热敷袋放出的热是来自 。
(2) 碳粉和氯化钠的作用分别是：
(3) 写出有关的电极反应式和化学方程式：
Fe被氧化
C 与Fe、NaCl溶液构成原电池，加速Fe的氧化；NaCl溶于水，形成电解质溶液
2Fe - 4e- = 2Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH-
Fe2++2OH- = Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
三、课堂练习
三、课堂练习
(a>c>d>b)
18.有M、N两种金属，分别与盐酸反应，产生H2速率相近，试设计一个实验比较M、N两种金属的活泼性。
17．把a、b、c、d　4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b相连时a为负极；c、d相连时电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时b上有大量气泡产生；则四种金属的活动性顺序由强到弱为：___________。
19.有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠人体内血液种含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作。它的两极电极反应式分别为： 。
正极：Zn-2e=Zn2+ 负极：2H2O+O2+4e=4OH-
再 见