Урок по теме "Коррозия металлов", 9 класс

Предмет: химия

1.     Класс, профиль: 9 класс, базовый уровень

2.     Ф.И.О. педагога: Корчагина Е.Ю., МОУ СШ № 63 г. Липецка

3.     Программно-методическое обеспечение:

- программа курса химии для 9-х классов общеобразовательных   учреждений, автор Габриелян О.С.

- учебник: О.С.Габриелян, И.Г Остроумов, С.А.Сладков. Химия 9 класс.- М.: Просвещение, 2019

     5. Тема урока: «Коррозия металлов»

     6. Тип урока: изучение нового материала

     7. Вид урока: проблемно-исследовательский

     8. Цель урока: формирование у учащихся понятия о  коррозии металлов  как самопроизвольном окислительно-

                              восстановительном процессе

     9. Задачи урока:

·       образовательные – изучить сущность химической и электрохимической коррозии металлов, закрепить представления об окислительно-восстановительных реакциях    

·       развивающие – продолжить развитие умений проведения химического эксперимента и прогнозирования его результатов  

·       воспитательные -  совершенствовать коммуникативные умения в ходе коллективного обсуждения, продолжать формировать убеждения учащихся в необходимости привлечения средств химии к пониманию и описанию процессов, происходящих в окружающем мире.

  10. Оборудование и  реактивы: 

        -  медиаоборудование, презентация «Коррозия металлов»;

        -  инструкция по проведению лабораторных опытов,  таблица «Правила техники безопасности»;

        - для проведения лабораторных опытов: штатив с пробирками,  спиртовка, тигельные щипцы, спички;

           р-р соляной кислоты, гранулы цинка, медная проволока;

           заранее подготовленные (за 4-5дней) образцы -

            пробирка №1 - раствор хлорида натрия +железный гвоздь

            пробирка №2 - раствор хлорида натрия +железный гвоздь, обвитый медной проволокой

            пробирка №3- раствор хлорида натрия +железный гвоздь +цинк

            пробирка №4- вода + железный гвоздь

ХОД УРОКА

ЭТАП УРОКА	ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ УЧИТЕЛЯ	ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ УЧЕНИКА
Организационный момент Мотивация Тема урока Постановка проблемы Актуализация знаний Усвоение знаний и способов действия Возвращение к проблеме Ответ на проблему Первичное закрепление Самостоятельная работа  Рефлексия Домашнее задание Подведение итогов	- На прошлом уроке мы рассмотрели химические свойства металлов, определили их реакционную способность, выявили круг их реагентов. Значение металлов в нашей жизни огромно, мы пользуемся изделиями из них ежедневно, и закономерно встает вопрос: насколько долго прослужит нам то или иное изделие из металла? - Ознакомьтесь с листом информации. (Приложение 1)      (слайд 1,2) - Как вы думаете, что объединяет все эти происшествия? - Действительно, у большинства  применяемых в технике и быту металлов есть враг – «Рыжий дьявол». Днем и ночью ведет он наступление на позиции  металлов по всему фронту. Коварство этого извечного врага в том, что, невидимый, он остается всегда целым и невредимым, а сплавы и металлы несут огромные потери.     (слайд 3) - Ну как, догадались, что это за враг?  - Какова тема нашего урока? Коррозия металлов          (слайд 4) - Какова проблема нашего урока?  Почему происходит разрушение металлов? Как бороться с этим явлением?     (слайд 5)             - Повторим химические свойства металлов ответив на вопросы теста  (Приложение 2) - Итак, цель нашего урока состоит в рассмотрении видов коррозии, ее причинах, механизмах действия, факторов, усиливающих коррозию и способах защиты от коррозии -«Ржа ест железо» - гласит русская народная поговорка. Ржавчина, которая появляется на поверхности стальных и чугунных изделий, - это яркий пример коррозии. Ржавлением называют только коррозию железа и его сплавов. Другие металлы коррозируют, но не ржавеют. И так, что же такое коррозия металлов?  Слово коррозия происходит от латинского corrodere, что означает разъедать. Коррозией металлов называют самопроизвольный процесс разрушения металлов и сплавов под воздействием окружающей среды.   (слайд 7) -Коррозию можно классифицировать  (слайд 8) -Рассмотрим более подробно механизм химической и электрохимической коррозии Химическая коррозия – разрушение металла при взаимодействии его с сухими газами или жидкостями, не проводящими электрический ток  (слайд 9) Лабораторный опыт №1 «Прокаливание медной проволоки» (Инструктаж по технике безопасности с использованием таблицы «Правила техники безопасности») (Приложение 3)  Вывод: химическая коррозия  - это ОВР, в ходе которой металл окисляется, а присутствующий в среде окислитель восстанавливается, электроны переходят от металла к окислителю без возникновения в цепи электрического тока.  Электрохимическая коррозия – разрушение металла в среде электролита с возникновением электрического тока (слайд 12) Лабораторный опыт №2 «Коррозия в условии контакта двух металлов» Вывод: при контакте двух металлов в растворе электролита корродировать будет более активный металл. - Следующим этапом нашего урока будет рассмотрение факторов, влияющих на коррозию металлов. Лабораторный опыт №3 «Факторы, влияющие на коррозию металлов» Вывод: скорость коррозии меняется в зависимости от контакта с другими химическими веществами.  - Мы ответили с вами на первый вопрос нашей проблемы: «Почему происходит разрушение металлов?». Теперь нам необходимо ответить на второй вопрос: «Как бороться с коррозией? -  Проблема защиты металлов от коррозии возникла почти в самом начале их использования. Люди пытались защитить металлы от атмосферного воздействия с помощью жира, масел, а позднее и покрытием другими металлами и, прежде всего, легкоплавким оловом (лужением). В трудах древнегреческого историка Геродота (V в. до н.э.) уже имеется упоминание о применении олова для защиты железа от коррозии. Задачей химиков было и остается выяснение сущности явлений коррозии, разработка мер, препятствующих или замедляющих ее протекание. Коррозия металлов осуществляется в соответствии с законами природы и потому ее нельзя полностью устранить, а можно лишь замедлить. - Ответить на вопрос нам поможет материал учебника. Задание: используя информацию в учебнике (с.50-51) выяснить основные способы защиты от коррозии и записать в тетрадь. Обсуждение полученной информации.(слайды 18-22) - Коррозия металлов наносит большой экономический вред. Коррозия приводит к уменьшению надежности работы оборудования, агрегатов, разрушению  трубопроводов, судов, мостов.   Коррозия приводит к простоям производства из-за замены вышедшего из строя оборудования, к потерям сырья и продукции. Коррозия также приводит к загрязнению продукции, а значит, и к снижению ее качества. Коррозия вызывает  серьезные экологические последствия. Из-за разрушения нефтепроводов в реки, на грунт выливается нефть, вызывая загрязнение почв, рек; из-за разрыва газопроводов выходят из строя коллекторы и трубы  (слайд 23) Задание: ответить на вопросы:  - Почему многие детали быстрее корродируют вблизи предприятий? -  Лист железа, покрытый цинком, и лист железа, покрытый оловом, процарапали до железа. Будет ли подвергаться коррозии железо в обоих случаях? - Давайте вернемся к листу информации и на основе полученных сегодня на уроке знаний ответим на вопрос: «Какие процессы послужили причиной разрушения яхты «Зов моря»?  (слайды 24,25) 1вариант:  Почему на оцинкованном баке, на месте  царапины, цинк разрушается, а железо не ржавеет 2 вариант:  На алюминиевой крышке стоит медная заклепка. Что разрушится быстрее, крышка или заклепка? (слайд 26) Задание: составить синквейн со словом «коррозия». (слайд 27) § 35, с. 182  в. 1,2 * Найти  еще  примеры, связанные с разрушительным действием коррозии.	Введение в тему, настройка на восприятие материала Работают с листом информации Запись темы урока в тетрадь Формулируют проблему Работа по вариантам  с  самопроверкой по слайду (слайд 6) Записывают определение в тетрадь Заносят схему в тетрадь Запись определения в тетрадь Выполняют лабораторный опыт по инструкции, делают вывод. Проверяют по слайду. (слайды 10, 11) Запись определения в тетрадь Выполняют лабораторный опыт по инструкции, делают вывод Проверяют по слайду (слайды 13,14) Работают по инструкции, делают вывод Проверяют по слайду (слайды 15,16, 17) Самостоятельный поиск информации в учебнике. Оформление записей в тетради. Отвечают на вопросы Выполняют работу, сдают на проверку. Составляют синквейн

• 1 слайд

  Информация к размышлению
  В начале прошлого столетия по заказу одного американского миллионера, была построена роскошная яхта «Зов моря». Днище её было обшито сплавом меди и никеля, киль и другие детали были изготовлены из листовой стали, скрепленной медными заклепками. Когда яхту спустили на воду, оказалось, что она не пригодна к использованию, так как обшивка корпуса начала расходиться. И ещё до выхода в открытое море яхта была полностью выведена из строя.
  
  
  В 1964 году рухнуло одно из самых высотных сооружений в мире – 400 метровая антенная мачта в Гренландии.
  

• 2 слайд

  31 января 1951 года обрушился автодорожный мост в Квебеке (Канада). По нему в это время проезжала всего одна машина. Во время аварии упали в реку три пролета моста, каждый длиной в 54 метра. Мост был введен в эксплуатацию в 1947 году.
  
  В Бельгии из 52 сварных мостов, построенных в 1934-1938 годах, почти пятая часть к 1940 году вышла из строя. Несколько мостов разрушилось полностью.
  
  В США зарегистрировано много случаев разрушения цельносварных судов. Из 5000 построенных во время второй мировой войны торговых кораблей к апрелю 1946 года больше тысячи имели трещины. Десять танкеров и 3 грузовых судна разломились пополам.
  

• 3 слайд

• 4 слайд

  Тема урока
  Коррозия металлов
  

• 5 слайд

  Проблемные вопросы:
  Почему происходит разрушение металлов?
  
  Как бороться с этим явлением?
  

• 6 слайд

  Проверим результаты:
  Правильный ответ:
  1 вариант:
  1-Б, 2-Б, 3-В, 4-В, 5-А
  2 вариант:
  1-Б, 2-В, 3-Б, 4-А, 5-Б
  
  

• 7 слайд

  Коррозия –
  (от лат. corrodere – разъедать)
  
  это самопроизвольный процесс разрушения металлов и сплавов под действием окружающей среды
  

• 8 слайд

  газовая
  атмосферная
  почвенная
  жидкостная
  химическая
  электрохимическая
  сплошная
  местная
  

• 9 слайд

  Химическая коррозия – разрушение металла при взаимодействии его с сухими газами или жидкостями, не проводящими электрический ток
  

• 10 слайд

  При взаимодействии меди с кислородом идет реакция:
  2Cu + O2 → 2CuO
  Cu0 – 2e → Cu2+ | 2| - восстановитель, процесс окисления
  O20 + 4e → 2O2- | 1| - окислитель, процесс восстановления
  

• 11 слайд

  Вывод: химическая коррозия - это ОВР, в ходе которой металл окисляется, а присутствующий в среде окислитель восстанавливается, электроны переходят от металла к окислителю без возникновения в цепи электрического тока.
  

• 12 слайд

  Электрохимическая коррозия – разрушение металла в среде электролита с возникновением электрического тока
  

• 13 слайд

  Схема процесса:
  Zn0 – 2e → Zn2+
  2H+ + 2e → H20
  
  Zn0 + 2H+ → Zn2+ + H20
  

• 14 слайд

  Вывод: при контакте двух металлов в растворе электролита корродировать будет более активный металл
  

• 15 слайд

  Что наблюдаем?
  Наиболее выражен процесс коррозии в пробирке № 2 (раствор электролита + контакт с менее активным металлом)
  
  Наименее выражен процесс коррозии в пробирке № 3 (контакт с более активным металлом, разрушается не железо, а цинк)
  

• 16 слайд

  Что наблюдаем?
  В пробирке № 4 железо слабо прокорродировало. В чистой воде коррозия идет медленнее, так как это слабый электролит
  В пробирке № 1 скорость коррозии выше, чем в пробирке № 4, следовательно, NaCl увеличивает скорость коррозии.
  
  

• 17 слайд

  Вывод: скорость коррозии меняется в зависимости от контакта с другими химическими веществами.
  

• 18 слайд

• 19 слайд

• 20 слайд

• 21 слайд

• 22 слайд

• 23 слайд

• 24 слайд

  Почему многие детали быстрее корродируют вблизи предприятий?
  
  Лист железа, покрытый цинком, и лист железа, покрытый оловом, процарапали до железа. Будет ли подвергаться коррозии железо в обоих случаях?
  

• 25 слайд

  - Давайте вернемся к листу информации и на основе полученных сегодня на уроке знаний ответим на вопрос:
  «Какие процессы послужили причиной разрушения яхты «Зов моря»?
  

• 26 слайд

  Самостоятельная работа
  1вариант: Почему на оцинкованном баке, на месте царапины, цинк разрушается, а железо не ржавеет
  
  2 вариант: На алюминиевой крышке стоит медная заклепка. Что разрушится быстрее, крышка или заклепка?
  

• 27 слайд

  Рефлексия
  Составить синквейн со словом «коррозия»
  

• 28 слайд

  Домашнее задание
  § 35, с. 182 в. 1,2
  * Найти еще примеры, связанные с разрушительным действием коррозии.
  

                                                                                   Приложение 1

Информация к размышлению

В начале прошлого столетия по заказу одного американского миллионера, была построена роскошная яхта «Зов моря». Днище её было обшито сплавом меди и никеля, киль и другие детали были изготовлены из листовой стали, скрепленной медными заклепками. Когда яхту спустили на воду, оказалось, что она не пригодна к использованию, так как обшивка корпуса начала расходиться. И ещё до выхода в открытое море яхта была полностью выведена из строя.

В 1964 году рухнуло одно из самых высотных сооружений в мире – 400 метровая антенная мачта в Гренландии.

 31 января 1951 года обрушился автодорожный мост в Квебеке (Канада). По нему в это время проезжала всего одна машина. Во время аварии упали в реку три пролета моста, каждый длиной в 54 метра. Мост был введен в эксплуатацию в 1947 году.

 В Бельгии из 52 сварных мостов, построенных в 1934-1938 годах, почти пятая часть к 1940 году вышла из строя. Несколько мостов разрушилось полностью.

 В США зарегистрировано много случаев разрушения цельносварных судов. Из 5000 построенных во время второй мировой войны торговых кораблей к апрелю 1946 года больше тысячи имели трещины. Десять танкеров и 3 грузовых судна разломились пополам.

                                                                                                   Приложение 2

Тест «Химические свойства металлов»

Вариант 1.

№	Вопрос	Варианты ответов
1.	В химических реакциях металлы  выполняют роль	А) окислителей Б) восстановителей В) окислителей и     восстановителей
2.	Неактивные металлы с водой…	А) реагируют при нагревании Б) не реагируют В) реагируют при нормальных условиях
3.	К активным металлам относятся	А) Cu, Ag, Hg, Pb Б) Ca, Вe, Na, Li В) Ca, Na, Li, Ba
4.	С кислородом воздуха легко взаимодействуют	А) железо, цинк, медь Б) золото, ртуть, платина В) калий, кальций, франций
5.	С хлороводородной кислотой взаимодействуют при н.у.	А) цинк, кальций, железо Б) серебро, магний, медь В) цинк, ртуть, никель

№	Вопрос	Варианты ответов
1.	С серной кислотой взаимодействуют при н.у.	А) Zn, Ag, Na Б) Mg, Ba, Fe В) Al, K, Pt
2.	Активные металлы с водой…	А)  не реагируют Б)  реагируют только при нагревании В) реагируют при нормальных условиях
3.	К  металлам средней активности относятся	А) Ca, Вa, Na, Li Б) Ве, Ni, Mg, Sn В) Cu, Ag, Hg, Pb;
4.	С кислородом воздуха  не взаимодействуют при обычных условиях	А)  медь, ртуть, хром Б) золото,  серебро, платина В)  натрий, барий, литий
5.	Активные металлы не взаимодействуют	А) с хлором Б) растворами солей В) водой

                                                                                                       Приложение 3

Лабораторный опыт 1

Прокаливание медной проволоки

 1. Прокалите медную проволоку на пламени спиртовки. 

 2. Произошла ли химическая реакция? Какой признак это подтверждает?

 3. Проставьте степени окисления. Является ли эта реакция окислительно-  

 восстановительной?

 4. Составьте электронный баланс.

 5. Сделайте вывод о роли кислорода  как фактора коррозии при разрушении   

  металлов.

Лабораторный опыт 2

Коррозия в условии контакта разных металлов.

1. В две пробирки налейте по 2-3 мл  раствора соляной кислоты и внесите по одной грануле цинка. Наблюдайте выделение газа в пробирках.

2. В одну из пробирок введите медную проволоку, не касаясь кусочка цинка. Взаимодействует ли медь с кислотой?

3. Приведите медную проволоку в соприкосновение с цинком. Как изменилась скорость реакции? Обратите внимание на накопление пузырьков газа на поверхности медной проволоки. Объясните наблюдаемые явления, используя электрохимический ряд напряжений металлов и сделайте вывод.

4. Запишите в тетрадь схему процесса:

 Схема процесса:

Zn⁰ – 2e → Zn²⁺  

2H⁺ + 2e → H₂⁰

Zn⁰ + 2H⁺ → Zn²⁺ + H₂⁰

Лабораторный опыт № 3

Факторы, влияющие на коррозию металлов

1. Рассмотрите влияние различных электролитов на процесс коррозии металлов (пробирки № 1-4, опыт заложен 5 дней назад)

В пробирке №1 - раствор хлорида натрия +железный гвоздь

В пробирке №2 - раствор хлорида натрия +железный гвоздь, обвитый медной проволокой

В пробирке №3- раствор хлорида натрия +железный гвоздь +цинк

В пробирке №4- вода + железный гвоздь

2. Определите степень коррозии железного гвоздя в разных пробирках. В какой пробирке гвоздь корродировал больше, в какой меньше?

3. Попробуйте объяснить результаты опыта и сделать вывод.