第二节　金属的腐蚀和防护优质课教案设计

3.2《金属的腐蚀和防护》教学设计

项目

课题

内容

第二节 金属的腐蚀与防护

知识与技能：能描述金属腐蚀的化学原理，知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。

教学

过程与与方法：进一步学会对比的科学方法，辩证的认识外因条件对化学变化的影响；

目标

情感、态度与价值观：联系生活中金属腐蚀的现象及金属腐蚀的防护措施，保持学习的兴趣；

教学教学重点：金属腐蚀的原理和防护方法

重、

教学难点：析氢腐蚀和吸氧腐蚀

难点

[投影]常见的金属腐蚀现象：

铁锈的主要成份：Fe2O3·XH2O

铜绿：Cu2(OH)2CO3

[导课]金属腐蚀的现象非常普遍，像金属制成的日用品、生产工具、机器部件、海轮的船壳等，如保教学

养不好，都会腐蚀。腐蚀不仅使金属的外形、色泽有了明显变化，而且机械性能等方面都发生了巨过程

大变化

例如：美国明尼苏达州跨越密西西比河的大桥坍塌（图片），四川省宜宾市城区的南门大桥

（图片）。

资料卡片：（学生阅读）

●全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈。

●全球每年钢铁腐蚀的经济损失约10000亿美

元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的六倍。

●每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废。

●每年大约三分之一的设备因局部腐蚀而停工。

面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过：金属怎么会被腐蚀呢？我们又该怎样防腐呢? 因此，了解金属腐蚀的原因，掌握防护的方法，是具有十分重要的意义的。

[板书] 第二节

金属的腐蚀与防护

一、金属腐蚀

[阅读]回答什么是金属腐蚀？

[投影]金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。

[设疑]谁能从化合价的角度分析金属腐蚀的本质？

[思考回答]金属原子失电子被氧化的过程。M – ne == Mn+

[讲述]

根据与金属接触的介质和发生腐蚀的化学原理不同，金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。

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。

例如：铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀，在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。

[投影]1、

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。

[来源:Z|xx|k.Com]

[学生得到结论]温度对化学腐蚀的影响：一般升高温度，能加快金属的腐蚀。

[猜想]

1、钢铁在干燥的空气里易被腐蚀,还是在潮湿的空气里易被腐蚀？

2.在相同条件下，纯铁腐蚀得快，还是生铁腐蚀得快？

[投影] 2、电化学腐蚀

不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

[讲解]电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式.例如:钢铁在潮湿的空气中生锈就是电化学腐蚀造成的.

[共同分析]形成原电池的原因。

[板书]

[投影]钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀：

[讲解] 吸氧腐蚀与析氢腐蚀：发生条件、正负极反应、总反应。

[板书] 分类

条件

负极反应

正极反应

总反应

析氢腐蚀

水膜酸性较强（弱酸）

Fe –2e === Fe2+

2H+ + 2e === H2

Fe + 2H+ == Fe2+ + H2

吸氧腐蚀

水膜酸性较弱或呈中性

2Fe –4e === 2 Fe2+

2H2O + O2 + 4e

== 4OH-

－2Fe + 2H2O + O2 == 2Fe(OH)2

4Fe(OH)2

+ 2H2O + O2= 4Fe(OH)3[来源:Z&xx&k.Com]

Fe2O3.xH2O 主要

次要

[归纳与交流]化学腐蚀与电化腐蚀的对比。（投影）

[思考与交流]烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含

NaCl），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分为Fe2O3•nH2O）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么?

[学生回答]……

[过渡]金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化，会使机器设备、仪器、仪表的精密度和灵敏度降低，影响使用以至报废，甚至发生严重事故。每年由于钢铁生锈会使我国损失大约100～150亿元。在英国，每90秒钟就有1吨钢被锈蚀掉。因此防止金属腐蚀有很重要的意义。

[板书]二、金属的防护

[思考]影响金属腐蚀的因素有那些？（阅读P56 最后一自然段）

[练习] 1、影响金属腐蚀的因素有＿＿和＿＿两个，就金属本身来说金属越＿＿，金属越易被腐蚀，金属中含杂质越＿＿，金属越易被腐蚀；介质对金属腐蚀影响也很大，如果金属在＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿，金属越易被腐蚀。

[思考与交流]讨论自行车不同构件的防锈措施：

[投影]常见金属防腐蚀方法：

[投影] 常见金属防腐蚀方法：

(1).改变金属的内部组织结构 例如制造各种耐腐蚀的合金，如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。

(2).在金属表面覆盖保护层:使金属制品与H2O、O2隔离，从而防止腐蚀。

如在钢铁制件表面喷油漆、涂油脂、电镀、或覆盖搪瓷、包塑料、氧化成致密的氧化膜等方法。

[投影]电化学防护方法

[讲述]金属腐蚀本质就是金属失电子而被氧化的过程。金属越活泼，金属越易被腐蚀。因此在金属铁上连接一块比它更活泼的金属，发生原电池反应时，失电子的为活泼的金属，而铁被保护。

[投影](3).金属的电化学防护

①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。航海船只的船底四周镶嵌锌块，就是利用牺牲阳极保护法来保护船体的。

②外加电流阴极电保护法

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。

[讲述]各种除锈方法都有不同的保护作用、优缺点和价格等。我们在决定使用哪种方法时，要考虑以下几个因素：

1.在什么场合使用？

2.外观是否很重要？

3.使用期限要多久？

4.经济上是否合算？

[投影] 金属常用防腐蚀方法的比较

方法

镀塑

涂油漆

镀锡

镀铬

镀锌

使用不锈钢

铁器烤蓝

防腐效果

差

一般

好

好

镀锌

很好

好

价格

便宜

便宜

中等

昂贵

中等

昂贵

中等

[探究活动]决策——请你当设计师，假设用钢材在杭州西湖内建造能使用20年左右的一座大桥，有三种防锈措施供选择，你优先选择哪种方法？各种方法有什么优、缺点？你还有没有其他的防锈措施？

（1）涂上油漆

（2）使用镀铬的钢

（3）使用不锈钢

[小结]略