第二节　金属的腐蚀和防护教学教案设计

《金属的腐蚀与防护》教学设计

[教学目的] 1．知识：使学生了解金属腐蚀，特别是电化腐蚀的原因和金属防护的一般方法。

2．能力：培养学生的自学能力，理论联系实际的能力和归纳总结知识的能力。

3．德育：使学生树立环境保护意识和珍惜资源，可持续发展的意识。

[教学重点]电化腐蚀的原因。

[教学难点]析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式。

[教学方法]自学讨论，师生共议，民主教学，亦教亦学。

[教学用品]投影仪

[教学过程] [师述] 上节课后，我们做了一个探索实验，大家都很关心：两支试管里，(出示A，B两试管)，明显地看到：铁钉生锈了。除了铁钉生锈，还有什么现象呢? [投影] 示A，B两试管内液面的变化(为利于观察，可在A，B的长导管内各滴加一滴红墨水)(见表一) 现象：A中：长导管内液面上升，B中：长导管内液面下降。

[师述] 大家一定在想：铁钉为什么会生锈?两支试管中长导管内的液面，为什么一个上升，一个下降?这也就是我们这一节课要研究的主要内容。

[板书] 二、金属的腐蚀和防护

通过上一节课的学习，我们已经掌握了原电池的化学原理，本节课就是要应用原电池的化学原理，研究金属腐蚀的原因和金属的防护问题。为了培养同学们的自学能力，理论联系实际的能力和对知识归纳总结的能力。本节课采用“自学讨论，师生共议，民主教学，亦教亦学”的教学方法。请大家用10分钟时间，结合自学提纲阅读教材，并完成上述探索实验的报告，准备好发言。

发自学提纲讲义(上附探索实验报告) [自学提纲] 1．金属的电化腐蚀的本质是什么? 请分析：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀中：

a)原电池的形成条件；b)正、负极；c电解质溶液；d)电子如何流动形成电通路；e)电极反应；f)最终腐蚀产物；g)哪种腐蚀更普遍。

2．析氢腐蚀、吸氧腐蚀中“析”和“吸”字的含意。

3．什么情况下，金属会发生化学腐蚀?试从形成条件、主要现象、腐蚀本质、相互关系去比较电化腐蚀与化学腐蚀的异同点。

4．试举例说明金属腐蚀的危害和金属防护的重要意义，如何根据原电池反应的原理去选择金属防护的方法? [探索实验报告]表一

试管

A 现象

铁钉生锈长民管液面上升

解释

发生析氢腐蚀，产生H2试管内气体增多，压强增大，导致导管内液面上升

发生吸氧腐蚀，消耗O2试管致导管内液面下降

表二

反应式

（一）Fe2eFe2

（+）2H2eH2

（一）Fe2eFe2

（+）2H2OO24e4OH

B 铁钉生锈长导管内液面下降

内气体减少，压强减小，导

形成条件

电解质溶液

负极

负极反应

正极

正极反应

电子如何流动形成电通路

析氢腐蚀

水膜酸性较强

溶有CO2的水溶液

Fe Fe2eFe2

吸氧腐蚀

水膜酸性很弱或呈中性

溶有O2的水溶液

C 2H2eH2

2H2OO24e40H

Fe失e成为Fe进入溶液Fe失去的e流入C极，H趋向于C极与C极上的e结合成H2析出溶液

吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普通

2Fe失e成为Fe进入溶液Fe失去的e流入C极，在C极获得e成为OH进入溶液

2最终腐蚀产物

铁锈（Fe2O3的复杂水合物）

普通性

[讨论] 请同学们参照自学提纲思考题进行讨论。 (讨论可采用“自由交谈”，或“小组讨论”结合“中心发言”(上讲台发言)的办法。讨论中有精彩或独特见解的，教师当即给予肯定、赞赏；有错误的，引导学生自己纠正达到共识，最后，和学生一起归纳总结。

[讨论1] 讨论思考题1。(过程略)学生中心发言时，投影教材P.58图2-7，2-8和2-9供学生分析用。

[投影] 钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较。(见表二) [讨论2] 讨论自学提纲思考题2。

结论：析氢腐蚀中，H2是产物，从溶液中析出，所以为“析氢”。吸氧腐蚀中，O2是反应物，被消耗而吸收，所以为“吸氧”。了解了析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理，就不难解释A，B试管的不同实验现象了。

[投影] 已完成的探索实验报告(见前面自学提纲后) [讨论3] 讨论思考题3(过程略) [投影] 化学腐蚀和电化腐蚀的比较

化学腐蚀

条件

现象

本质

相互关系

[讨论4] 引导学生从珍惜、节约资源、树立环境保护和可持续发展意识的高度去认识金属腐蚀的危害和金属防护的重要意义。

指出：金属的腐蚀对国民经济带来的损失是惊人的，据70年代美国的一份统计报告，全世界每年由于腐蚀而报废的金属设备和材料，约相当于金属年产量的1/3，至于因设备腐蚀损坏而引起的停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康甚至造成严重事故的损失，就更无法估计了。当前，世界各国都有许多优秀的科学家，从事金属腐蚀理论及防护方法的研究工作。有志者可选择这方面的课题研究，一定会大有作为；一旦有新的突破，产生的经济效益和社会影响，必将是巨大的。金属防护的一般方法见教材P.59-61(略)，你是否

电化腐蚀

不纯金属或合金跟电解质溶液接触

有电流产生（发生原电池反应）

氧化反应和还原反应分两极进行，较活泼的金属被腐蚀

金属与非电解质直接接触（不与电解质溶液接触）

无电流产生

（不发生原电池反应）

发生氧化-还原反应

金属被腐蚀

两种腐蚀往往同时发生，但电化腐蚀更普遍

还能再举几例? [课堂练习] [投影] 1．解释下列现象并写出有关原电池的电极反应：

(1)马口铁(镀Sn铁皮)做的罐头，打开后为什么极易生锈? (2)自来水管(镀Zn铁管)和白铁皮做的提桶，为什么不易生锈? (3)轮船船壳的水线以下部分，为什么要装上一定数量Zn块? 2．桥梁上钢结构接头处须用铆钉连结，以下三种铆钉，选用何种为好? (1)铝铆钉 (2)铜铆钉 (3)钢铆钉

3．下列各烧杯中盛有海水，依次插入：(1)Fe片；(2)Cu、Fe导线相连；(3)Sn、Fe导线相连；(4)Zn、Fe导线相连；(5)A1、Fe导线相连；(6)Cu、Fe分别接原电池负、正极；(7)Cu、Fe分别接原电池正、负极。铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是：(6)>(2)>(3)>(1)>(4)>(5)>(7)。

[作业] P.62-1(2)，4