第三单元 金属的腐蚀与防护ppt课件配套教案内容

第四章 电化学基础

第四节

金属的电化学腐蚀与防护

第一课时

一、学生能力发展目标

1、通过阅读课本并结合日常生活实际，认识的危害；

2、通过原电池的工作原理，能解释金属腐蚀（电化学腐蚀）的原因；

3、结合生活实际，了解防止金属腐蚀的措施。

二、新课引入

阅读以下材料，思考：阅读后，你有何感想？

中国航天工业总公司第三十一研究所近日公布了一组数据：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，占各国国民生产总值GNP的2%～4%，在美国，每年因钢铁腐蚀造成的损失就占国内生产总值的3%，大约三分之一的化学设备因局部腐蚀而停工。我国钢铁腐蚀经济损失高达2800亿人民币，约占国民生产总值GNP的4%，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊人的。

国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。

据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。

【过渡】：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，铁怎

么会被腐蚀？怎样防腐？

三、学生活动设计

【学生活动一】阅读课本P84-85回答以下问题：

1、什么是金属腐蚀？其本质是什么？

2、金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，两者有何不同？

3、电化学腐蚀可分为哪些种类？它们的区别在哪里？

思考：金属主要通过哪种方式被腐蚀？

一、金属的腐蚀

1、金属腐蚀:指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。

2、金属腐蚀的本质: 金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）。 M - ne- = Mn+

3、金属腐蚀的类型: 化学腐蚀：金属跟接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）或非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。(次要) 电化学腐蚀：不纯金属或合金跟电解质溶液接触时，发生原电池反应而引起的腐蚀，比较活泼的金属失去电子被氧化。(主要)

总结：化学腐蚀与电化学腐蚀比较

类型

发生的条件

化学腐蚀

电化学腐蚀

金属跟干燥气体或非电不纯金属或合金

解质液体直接接触

跟电解质溶液接触

有微弱电流产生

较活泼金属被氧化

有无电流

本质

影响

因素

联系

无电流产生

金属被氧化

与接触物质的氧化性及与电解质溶液的酸碱性温度有关

及金属活性有关

两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍

【学生活动二】

小组交流，回答下列问题：

1、钢铁是在干燥的空气里易被腐蚀,还是在潮湿的空气里易被腐蚀？原因是什么？

（钢铁腐蚀的原因：在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等气体，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池，发生原电池反应。）

2、分别写出钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应和总反应。

4、析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较

钢铁腐蚀

条件

析氢腐蚀

水膜呈强酸性

电

极

反

应

负极Fe(-)

正极C(+) 总反应

2H+2e－=H2

2H++Fe=Fe2++H2

+吸氧腐蚀

水膜呈中性或弱酸性或碱性

2Fe-4e-=2Fe2+

Fe-2e-=Fe2+

O2+2H2O+4e-=4OH

2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2

4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3

Fe2O3

· nH2O -联系

金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，

电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH≥5.6时) 若pH<5.6时则为析氢腐蚀。

四、课堂练习

独立思考，完成下列标杆题。

【标杆题1】如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：

（1）若液面上升，则溶液呈 性，

发生_____腐蚀，电极反应式为：负极：___________________正极：

______________________； （2）若液面下降，则溶液呈______性，发生____腐蚀，电极反应式为：负极：____ 正极：________。

【拓展题】：

为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不正确的是

A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升 B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低

C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀

【标杆题2】

下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是：

【反思】每类标杆题的解题思路、方法、注意事项是什么？

第二课时

一、学生能力发展目标

1、通过原电池的工作原理，能解释金属腐蚀（电化学腐蚀）的原因；

2、结合生活实际，了解防止金属腐蚀的措施。

二、学生活动设计

1、阅读课本P85—P86，回答：金属的电化学防护方法有哪些？原理分别是什么？

2、独立思考后，完成课本P87页科学探究。

3、你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？请举例说明。

二、金属的防护

（一）电化学防护

1.牺牲阳极的阴极保护法

形成原电池时，让被保护金属作正极（阴极），不反应受到保护；而活泼金属作负极（阳极），反应受到腐蚀。

2.外加电流的阴极保护法：

将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极，用惰性电极做辅助阳极，在外加直流电作用下，电子被迫流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面

的腐蚀电流降至零或接近等于零。

辅助阳极（不溶性）

(二)制成合金（不锈）—改善金属的内部组织结构(内因) (三)在金属表面覆盖保护层——电镀、油漆、钝化等

三、课堂小结：

一.金属的腐蚀

1.定义: 2.本质: 3.分类: 二.金属的防护

1.电化学保护法；2.改善金属的内部组织结构(内因)； 3.在金属表面覆盖保护层

四、课堂练习

下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是：