Tiết 32 Bài 20: SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI I. Mục tiêu dạy học 1. Kiến thức: Học sinh biết - Khái niệm ăn mòn kim loại và các dạng ăn mòn chính. - Cách bảo vệ các đồ dùng bằng kim loại và máy móc khỏi bị ăn mòn. Học sinh hiểu - Bản chất của sự ăn mòn kim loại và quá trình oxi hóa - khử trong đó kim loại bị oxi hóa thành ion dương(cation). 2. Kĩ năng: - Vận dụng nhưng hiểu biết về pin điện hóa để giải thích hiện tượng ăn mòn điện hóa học. 3. Tình cảm, thái độ - Có ý thức bảo vệ kim loại, chống ăn mòn kim loại do hiểu rõ nguyên nhân và tác hại của hiện tượng ăn mòn kim loại. II. Phương pháp dạy học và công việc chuẩn bị của GV và HS. 1. Phương pháp: - Phương pháp chính gợi mở, đàm thoại. - HS quan sát TNo, đọc SGK và kiến thức đã được học tự giải quyết vấn đề dưới sự hướng dẫn của GV. - Kết hợp nghiên cứu SGK và quan sát TNo, hình vẽ trong SGK để HS lĩnh hội tri thức. 2. Chuẩn bị: - GV: + Chuẩn bị TNo về sự ăn mòn điện hóa học: dd H 2 SO 4 (l), đinh sắt, Zn(viên), dd CuSO 4 . - HS: + Chuẩn bị những kiến thức liên quan đến bài thông qua SGK và kiến thức đã biết, ôn kiến thức Bài: T/c KL và Bài: Dãy điện hóa kim loại. III. Tiến trình giảng dạy. 1.Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ: GV: Nêu t/c hóa học chung của kim loại. Mỗi t/c cho 1 ví dụ.Vận dụng hoàn thành các ptpư sau: a, Zn + CuSO 4 → ? b, Cu + H 2 SO 4 (l) → ? c, Fe + O 2 + H 2 O  → thuong t o ? d, Zn(viên) + H 2 SO 4 (l) → ? Phản ứng (d) xảy ra nhanh hay chậm khi nhỏ thêm 1 vài giọt CuSO 4 vào? HS: t/c Hóa học chung của KL là: + T/d với phi kim: 2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3 1 + T/d dd axit: Fe + H 2 SO 4 (l) → FeSO 4 + H 2 ↑ + KL t/d H 2 O:(kl đứng trước Mg trong dãy điện hóa) Na + H 2 O → NaOH + ½ H 2 ↑ + KL t/d dd muối của kl hoạt động yếu hơn trong dãy điện hóa: 4Al + 6CuSO 4 → 2Al 2 (SO 4 ) 3 + 6Cu ↓ Các ptpư: a, Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu ↓ b, Cu + H 2 SO 4 (l) c, Fe + O 2 + H 2 O  → thuong t o d, Zn(viên) + H 2 SO 4 (l) → ZnSO 4 + H 2 ↑ GV: (bổ sung và đặt vấn đề vào bài mới).Vậy Cu ko t/d H 2 SO 4 (l) nhưng tại sao khi nối thanh Zn vào thanh Cu thi thanh Cu thoát ra khí còn Zn tan dần. Và ở phản ứng (c) không xảy ra nhưng tại sao các vật liệu đồ dung bắng sắt như cửa sắt, dây thép…lại bị gỉ vậy thực chất của hiện tượng này là gì?.Chúng ta hãy cùng nhau đi nghiên cứu bài học hôm nay: Bài 20: Sự Ăn Mòn Kim Loại Hoạt động I: I, Khái niệm HĐ của GV HĐ của HS Yêu cầu: Qua sự chuẩn bị bài ở nhà và đọc SGK hãy nêu: - Khái niệm Sự ăn mòn KL? Giới thiệu cho HS biết thêm: trong cuộc sống chúng ta quan sát thường thấy những đồ dung bằng sắt, thép sau 1 thời gian thường bị gỉ. Đó có phải là sắt, thép nguyên chất không.Vậy sự ăn mòn KL là gì? - Bản chất của sự ăn mòn? Trả lời: Sắt thép bị gỉ không còn là sắt thép nguyên chất nữa. - KN Sự ăn mòn KL: là sự phá hủy KL hoặc hợp kim do t/d của các chất trong môi trường xung quanh. - Bản chất: là quá trình hóa học( hoặc quá trình điện hóa học) KL bị oxi hóa thành Ion dương( cation). M → M +n + ne ĐVĐ: Vậy sự ăn mòn KL có những dạng nào? Điều kiện để xảy ra hiện tượng ăn mòn là gì? Chúng ta cùng nghiên cứu phần tiếp theo: Hoạt động II: II, Các dạng ăn mòn kim loại HĐ của GV HĐ của HS Yêu cầu: Ăn mòn KL gồm những dạng nào? - Ăn mòn hóa học là gì? Trả lời: Gồm 2 dạng: Ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học. 1.Ăn mòn hóa học. 2 Cho VD về sự ăn mòn hóa học thường xảy ra ở đâu? Nguyên nhân dẫn đến sự ăn mòn? - Ăn mòn điện hóa học là gì? Chúng ta cùng nghiên cứu cơ chế của sự ăn mòn điện hóa học qua TNo sau: Tiến hành TNo sự ăn mòn điện hóa: Thả viên Zn vào ống nghiệm đựng sẵn dd H 2 SO 4 (l) cho HS quan sát. Hỏi: phản ứng xảy ra nhanh hay chậm? Sau đó nhỏ vài giọt dd CuSO 4 vào. Cho HS quan sát TNo. Hỏi phản ứng xảy ra nhanh hơn hay chậm hơn trước lúc cho dd CuSO 4 vào? Giải thích: Ở Đây dd CuSO 4 đã t/d viên Zn theo ptpư: Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu ↓ Cu sinh ra bám vào viên Zn tạo thành 1 pin điện hóa. Cực âm(anion): Zn bị ăn mòn Zn → Zn 2+ + 2e Ion Zn 2+ đi vào dd còn electro chạy sang điện cực Cu. Cực dương(cation là Cu): Khí H 2 thoát ra 2H + + 2e → H 2 ↑ Ion H + của dd H 2 SO 4 nhận e thành nguyên tử H rồi thành H 2 thoát ra. Hỏi HS: Hãy đưa ra câu trả lời cho câu hỏi lúc đầu Tại sao khi nhỏ 1 vài giọt CuSO 4 vào pư xảy ra nhanh hơn? - KN: là quá trình oxi hóa - khử, trong đó các electron của KL được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường. + Ăn mòn hóa học thường xảy ra ở các chi tiết làm bằng kim loại của máy móc dùng trong các nhà máy hóa chất, thiết bị lò đốt, nồi hơi, các chi tiết của động cơ đốt trong… + Nguyên nhân do t/d tiếp xúc với các hóa chất hoặc hơi nước ở t o cao( t o càng cao, kl bị ăn mòn càng mạnh) 2.Ăn mòn điện hóa học a, KN: là quá trình oxi hóa – khử, trong đó KL bị ăn mòn do t/d của dd chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương. Trả lời: phản ứng xảy ra chậm vì bọt khí làm ngăn Zn tiếp xúc dd H 2 SO 4 . Quan sát TNo để trả lời câu hỏi. Trả lời: phản ứng xảy ra nhanh hơn viên Zn tan nhanh. KL: Như vậy 1 bên nhường e 1 bên nhận e thoát ra khí ko làm ảnh hưởng 3 Yêu cầu HS: Quan sát hình vẽ trong SGK giải thích quá trình hình thành gỉ sắt ở vât liệu làm bằng sắt, thép? Vậy qua hai quá trinh ăn mòn điện hóa học đã được học hãy nêu những điều kiện xảy ra sự ăn mòn điện hóa học? ?:Nếu thiếu 1 trong ba điều kiện trên thì có xảy ra sự ăn mòn điện hóa học không? Hiện tượng ăn mòn hóa học và đến sự tan ra của Zn. b, Ăn mòn điện hóa học hợp kim của sắt trong không khí ẩm. Lớp dd chất điện li Fe 2+ O 2 + 2H 2 O + 4e → 4OH - ↑ Vật bằng gang Trả lời: Tại trong không khí ẩm, trên bề mặt gang có 1 lớp nước mỏng hòa tan O 2 và CO 2 trong khí quyển tạo dd chất điện li. Gang có thành phần chính là Fe và C cùng t/xúc với dd điên li trên do đó tạo nên vô số pin nhỏ mà Fe(anot),C(catot). Anot: Fe bị oxi hóa thành Ion Fe 2+ Fe → Fe 2+ + 2e (các electron được giải phóng chuyển dịch đến catot) Catot: O 2 hóa tan trong nước bị khử thành Hidroxit O 2 + 2H 2 O + 4e → 4OH - Ở đây Fe 2+ sinh ra lại tiếp tục bị oxi hóa dưới t/d OH - tạo gỉ sắt thành phần chủ yếu Fe 2 O 3 .nH 2 O. C, Điều kiện xảy ra sự ăn mòn hóa học. - Điện cực phải khác nhau về bản chất(có thể là cặp kl-kl,kl-pk). - Các điện cực phải tiếp xúc trục tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn. - Các điện cực cùng tiếp xúc với một dd chất điện li. Thiêu 1 trong 3 đk trên thì hiện tượng ăn món điện hóa học không thể xảy ra. Trong tự nhiên, sự ăn mòn hóa học xảy ra phức tạp, có thể ăn mòn hóa học và 4 C Fe e + - ăn món điện hóa học có thể xảy ra riêng rẽ không. ăn món điện hóa học xảy ra đồng thời. ĐVĐ: Chúng ta đã cùng nhau tim hiêu được thế nào là sự ăn mòn hóa học và các dạng ăn mòn hóa học đây là hiện tượng gây hại cho vật dụng. Vậy từ đk để sự ăn mòn xảy ra cần chống hiện tượng này như thế nào? Chúng ta cùng nghiên cứu phần tiếp theo: Hoạt động II: III, Chống ăn mòn kim loại HĐ của GV HĐ của HS Hỏi HS: Nêu một số tác hại của sự ăn mòn KL? Bổ sung: Nêu thêm tác hại của sự ăn mòn KL: Ảnh hưởng về kinh tế, cuộc sống… ?:Vậy có những biện pháp nào để tránh cho vật dụng tránh được sự ăn mòn KL? - Phương pháp bảo vệ bề mặt là gì? Sắt tây và tôn được sx như thế nào? KL: Như vậy để chống ăn mòn ta có thể ngăn không cho KL t/x với môi trường xung quanh.sao cho 1 điều kiện của sự ăn mòn không xảy ra. - Phương pháp điện hóa là gì? Bổ xung thêm: Vậy bản chất của phương pháp này là dung 1 KL hoạt động hơn trong dãy điện hóa để tạo 1 pin điện hóa sao cho sự ăn mòn đó chỉ xảy ra với KL gắn thêm vào(điều kiện: KL đó tốc độ bị ăn mòn nhỏ) + P 2 này dùng chính điều kiện xảy ra sự ăn mòn điện hóa để chống lại sự ăn mòn điện hóa sắt, thép. Đọc SGK trả lời. 1. Phương pháp bảo vệ bề mặt. Đọc SGK trả lời. 2. Phương pháp điện hóa. Đọc SGK trả lời. Qua nội dung bài đã được học chúng ta đã tìm hiểu được sự ăn mòn điện hóa từ đo có thể có nhưng phương pháp bảo vệ vật dụng gia đình mình làm bằng sắt thép khỏi bị gỉ là quét sơn lên cửa sắt,…buộc 1 sợi dây Zn, mảnh Zn ở 1đầu dây… Củng cố bài cho HS trả lời câu hỏi: 1. Sự ăn mòn hóa học giống và khác sự ăn mòn điện hóa học ở điểm nào? 2. Nguyên nhân gây nên hiện tượng ăn mòn KL và hợp kim? Điều kiện xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa học? 5 6 . GV: (bổ sung và đặt vấn đề vào bài mới).Vậy Cu ko t/d H 2 SO 4 (l) nhưng tại sao khi nối thanh Zn vào thanh Cu thi thanh Cu thoát ra khí còn Zn tan dần ngăn Zn tiếp xúc dd H 2 SO 4 . Quan sát TNo để trả lời câu hỏi. Trả lời: phản ứng xảy ra nhanh hơn viên Zn tan nhanh. KL: Như vậy 1 bên nhường e 1 bên