第二节　金属的腐蚀和防护教学设计及说课稿

第三章

探索生活材料

第二节

金属的腐蚀和防护

教

案

一、教学内容：金属的腐蚀与防护

二、教学目标：

知识目标：1．感知生活中金属腐蚀存在及腐蚀的类型。

2．能够描述金属腐蚀的化学原理。

3．知道金属防护的常用方法。

4．认识防止金属腐蚀的意义。

能力目标：学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。

情感目标：激发求知欲，培养学生敢于质疑、勇于创新、勇于探索和善于合作的科学精神。

三、教学重难点：

重点：金属的电化学腐蚀原理，金属防护的常用方法和意义。

难点：金属的电化学腐蚀原理。

四、教学过程：

（一）课前自主学习检查

（二）导入

铁锈下的品质：华硕主板"生锈门"引发的深思

事情的起始其实看起来非常平静，09年10月26号在台湾一家消费类资讯网站www.mobile01.com的论坛中出现了一则求助贴，标题是《请问ASUS主机板P5P43TD上的电子元件是生锈吗?》，发帖者称自己在当地经销商那里购买了一片华硕P5P43TD主板，但是在回去装机前发现主板的电感元件上有疑似锈迹的东西，并担心日后使用会出现问题便回去找经销商沟通调换，但是结果发现所有的主板都存在或多或少的相同问题，还好经销商的态度非常不错，无奈下这位网友最终还是将主板退掉了。

（三）分析

1．【科学探究】不同条件下铁钉的锈蚀

铁钉+CaCl2实验固体+棉铁钉+醋酸溶液（浸没1/2的铁钉）

铁钉+煮沸后迅速冷却的蒸馏水（浸没1/2的铁钉）

铁钉+NaCl溶液（浸没1/2的铁钉）

铁钉+上层植物油，下层是煮沸后迅速冷却的蒸馏水（浸没铁钉）

方案

花，塞上塞子

1

现象

结论

未生锈

严重生锈

生锈

严重生锈

未生锈

铁钉与空气、水同时接触才会发生锈蚀；

与NaCl溶液、CH3COOH溶液等电解质溶液接触会加速铁钉的锈蚀

2．钢铁在潮湿的空气中更容易腐蚀的原因是什么？

电解质溶液的形成：在潮湿的空气中，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜，水能电离出少量的氢离子和氢氧根离子，同时由于空气中二氧化碳的溶解，使水里的氢离子增多，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜。

钢铁里的铁

和

少量的碳

构成原电池的两极，负极：

铁

正极：

碳

。

（1）中性溶液或酸性很弱——

吸氧

腐蚀（钢铁腐蚀的主要情况）

负极：材料

铁

、

失

电子

电极反应式：

Fe－2e= Fe2+

－正极：材料

碳

、

得

电子

电极反应式：

2H2O + O2 +4e= 4OH

（2）酸性较强——

析氢

腐蚀

负极：材料

铁

、

失

电子

电极反应式：

Fe－2e

= Fe2+

－－－正极：材料

碳

、

得

电子

电极反应式：

2H+ +2e= H2↑

－（四）思考与交流

1．自行车的不同构件分别采取了什么防锈措施？

自行车构件

链条和齿轮

车架和挡泥板

车座弹簧

车把、钢圈

车辐条

防锈措施

涂机油

烤一层漆

“烤蓝”(四氧化三铁保护层)保护

一般釆用三层电镀：底层镀铜、中间镀镍、表层镀铬

一般镀锌或用不锈钢制作车辐条

为了防止自行车的金属构件生锈，主要采取在金属构件的表面上加防护层的方法。此外，用不锈钢制作车辐条，用铝合金代替钢铁制作一些构件等也是防止自行车的金属构件生锈的常用方法。

2．比较化学腐蚀和电化学腐蚀

条件

电流

本质

联系

化学腐蚀

金属与O2、Cl2、SO2等氧化性的物质直接接触

无电流产生

金属被氧化的过程

电化学腐蚀

不纯金属或合金与电解质溶液接触

有微弱的电流产生

较活泼金属被氧化的过程

二者往往同时发生，以电化学腐蚀为主，危害均较严重

2

3．为什么说电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因？

由于钢铁直接接触化学物质而发生化学腐蚀的机会不多，而接触电解质溶液的机会却很多，且钢铁本身又是铁碳合金。因此易于形成原电池而发生电化学腐蚀。

另外，由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序表中位于氢之前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。如铜绿的形成。

4．金属腐蚀快慢的比较

金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两方面。

1．通常情况下，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

2．对同一种金属来说，腐蚀的快慢要看电解质的强弱：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液

五、自我检测：

1．埋在地下的自来水铁管，在下列情况下被腐蚀的速率最慢的是

（

C ）

A．在含有铁元素较多的酸性土壤中

B．在潮湿、疏松、透气的土壤中

C．在自来水铁管上用导线连接一块锌块后，再埋入不透气的土壤中

D．在自来水铁管中用导线连接铜块，再埋入潮湿、疏松的土壤中

2．以下现象与电化腐蚀无关的是

（

D ）

A．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿

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，在接触处易生铁锈

D．银制奖牌久置后表面变暗

3．现有①汽车②机器上的齿轮③门把手④锯条⑤铁洗脸盘等常见铁制品。为了防止它们生锈，通常适合采用下面哪一种方法。（填序号）

（1）在表面喷漆__①__ ；（2）在表面涂油__②

；（3）在表面镀一层其他金属

③

；

（4）在表面烧制搪瓷___⑤__；（5）使其表面形成致密的氧化物保护膜__④_

；

（6）制成不易生锈的合金不锈钢___③

⑤

。

4．用铝制饭盒盛放醋酸，放置一段时间后，饭盒被腐蚀，该种腐蚀属于

析氢腐蚀

，反应的离子方程式是

；

3 3．活泼性不同的两种金属形成原电池时，活泼性差别越大，腐蚀越快

4．对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀起快

若用铝制饭盒盛放食盐（含水）时，一段时间后，饭盒被腐蚀，该种腐蚀属于

吸氧腐蚀

，腐蚀的原理是（写电极反应式和离子方程式）

。

5．有些盛放食品的铁罐是用“马口铁”（镀锡铁皮）制成的，屋檐的水槽、浇花用的水壶和水桶等器具一般是用“白铁皮”（镀锌铁皮）制成的。当“马口铁”铁罐被腐蚀时，锈孔容易穿透铁罐，而“白铁皮”水槽被腐蚀时，锈斑容易在面上扩展开来，镀锌层先被腐蚀而内部的铁皮却不易被锈蚀。你知道造成这种现象的原因吗？

金属活动性：锌>铁>锡

6．烧过菜的铁锅未及时洗净，第二天便出现红棕色锈斑（该锈斑为Fe(OH)3失水的产物），试用有关的电极反应式，并用化学方程式和离子方程式表示Fe(OH)3的生成。

（1）负极______

；

（2）正极_____

；

（3）化学方程式______

；

（4）离子方程式____

__。

六、教学反思：

4