(共18张PPT)
课时主题1: 探秘电热水器腐蚀机理——金属电化学腐蚀的原理
课时主题2: 构筑电热水器防护堡垒——金属腐蚀的防护
课时主题3: 从电热水器到跨场景赋能——电化学腐蚀原理的应用
核心素养引领下的大单元教学设计
单元主题: 金属的腐蚀与防护
境启新知
抗腐蚀
用腐蚀
单元主题:金属的腐蚀与防护
核心素养引领下的大单元教学设计
从电热水器到跨场景赋能——电化学腐蚀原理的应用
目标引领
【课标要求】
【素养目标】
认识化学能可以与热能、电能等其他形式能量之间相互转化的实际意义及其重要应用。
通过海绵铁除氧剂、双吸剂、铁碳微电解、保暖贴、电解精炼铜和铁钉镀铜等原理的探究,深化电化学模型认知,发展“宏观辨识与微观探析”、“证据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”及“科学态度与社会责任”等化学学科核心素养。
除氧器
除氧水箱
——海绵铁除氧剂
负极: Fe-2e-=Fe2+
正极: O2+4e-+2H2O=4OH-
总反应: 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
锅炉
活动一:原电池原理的应用
海绵铁除氧剂
负极: Fe-2e-=Fe2+
正极: O2+4e-+2H2O=4OH-
总反应: 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
活动一:原电池原理的应用——双吸剂
负极:Fe-2e-= Fe2+
正极:2H++2e- = H2↑(较强酸性)
O2+2H2O+4e-=4OH-(碱性或中性)
微电解铁碳填料
强还原性,可与废水中的Cr2O72-、Hg2+等反应
活动一:原电池原理的应用——铁碳微电解技术
检测指标 处理前 处理后 工业废水排放达标值
pH 6---9
化学需氧量COD值(mg/L) 100mg/L以下
总铬含量(mg/L) 1.5mg/L
50
7.2
0.8
8
350
4.5
蛭石:一种与蒙脱石相似的粘土矿物,为层状结构的硅酸盐, 具有很强的保温 隔热性能。
吸水性树脂:高吸水性树脂是一种新型高分子材料,能够吸收自身重量几百倍至千倍的水 分,无 毒、无害、无污染;吸水能力特强,保水能力特高
资料卡片
活动一:原电池原理的应用——保暖贴
阳极材料:粗铜 阴极材料:纯铜
离子导体: CuSO4溶液
阳极反应: Zn-2e- =Zn2+
Fe - 2e- = Fe2+
Ni-2e- =Ni2+
Cu-2e- =Cu2+
阴极反应:Cu2++2e-=Cu
如何采用电化学原理,将粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等杂质)转化为纯度较高的精铜。设计装置并说明基本原理。
活动二:电解池原理的应用—— 电解精炼
实验探究
实验目的:设计电镀装置并实施实验,实现铁钉镀铜。
实验用品:铁钉、铜片、[Cu(NH3)4]SO4溶液、烧杯、导线、电源
活动二:电解池原理的应用—— 电镀
实验注意事项: 1、鳄鱼夹不得接触溶液
2、铁钉、铜片间距不得低于5厘米
3、实验过程中,认真观察实验现象
4、实验结束后,请迅速将实验用品回归原位
1. [Cu(NH3)4]SO4溶液中存在电离平衡:[Cu(NH3)4]2+
Cu2++4NH3
2. 实验中使用酸性镀铜液,是在硫酸铜溶液中加入了镀液改良剂:如硫酸,
用于提高导电性、防止镀层出现毛刺;镀液添加剂:如氯离子(促进Cu2+到
达阴极表面还原)、光亮剂(细化晶粒,使镀层变得光亮细致)、整平剂
(提升镀液微观整平能力使其填平基底上极微小的凹痕或刮痕)等
概括整合—— 电化学腐蚀原理的应用
航空航天
精密仪器
金相腐蚀
海绵铁除氧剂
双吸剂
铁碳微电解
电解精炼
电镀
保暖贴
以化学为灯
照亮创新之路
1.基础性评价:完成课后习题和同步相关内容。
2.发展性评价:查阅资料,了解“电化学腐蚀在新能源领域(如燃料电池、金属 - 空气电池)的前沿应用”,整理成500字左右的科普短文,可配图或插入简单流程图辅助说明 。
课后评价
谢谢