第三单元 金属的腐蚀与防护课堂实录

第三节

金属的电化学腐蚀

湛江市第五中学 邓舒恩

【教学目标】

1、知道两种金属腐蚀方式。

2、掌握钢铁的析氢腐蚀、吸氧腐蚀的原理。

3、知道金属腐蚀对人类得危害。了解金属的防腐蚀措施。

【情感态度与价值观】

通过学习使学生明白化学对社会的重要贡献，增强学生的绿色化学观念。

【教学重点】析氢腐蚀、吸氧腐蚀的原理

【教学过程】

[投影]常见的金属腐蚀现象：

[导入] [阅读思考]阅读课本P23-24，思考以下几个问题：

1、

什么是金属腐蚀？其本质是什么？

2、

金属腐蚀有哪些类型？

3、

什么是电化学腐蚀？

[PPT]一、金属的电化学腐蚀

1．金属腐蚀 （1）定义：金属或合金与周围的物质发生化学反应而引起损耗的现象。

－n＋ （2）本质：金M－ne===M。

（3）分类 ①化学腐蚀：金属与直接接触到的物质发生氧化还原反应而引起的腐蚀。

②电化学腐蚀：不纯的金属发生原电池反应，而使金属腐蚀。 [比较]两种腐蚀相比，电化学腐蚀的速率更快，也更普遍。

[过渡] 钢铁在潮湿空气中生锈，是最典型的电化学腐蚀。钢铁为何在潮湿的空气中容易生锈呢？下面我们重点就来讨论这一问题。

我们通过一个实验来验证钢铁腐蚀的原理。

[投影]2、电化学腐蚀

[分析]钢铁是含碳的铁制品，在潮湿的空气表面会形成一薄层水膜，水膜中溶解有来自大气的CO2、SO2、H2S等，形成一层电解质溶液薄膜。这样铁、C与电解质溶液形成原电池。

[问]在这些原电池中，负极是？正极是？

[回答]负极为铁，正极为碳。

[解释]根据电解质溶液酸碱性不同，钢铁的电化学腐蚀又分为两种——析氢腐蚀和吸氧腐蚀。

[投影]图片析氢腐蚀与吸氧腐蚀的示意图

[投影]钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀：

[讲解]析氢腐蚀与吸氧腐蚀的条件

[练习、学生书写] 吸氧腐蚀与析氢腐蚀的正负极反应、总反应

[PPT]对比小结：析氢腐蚀与吸氧腐蚀

1

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 === Fe

2H + 2e === H2

Fe + 2H == Fe + H2

次要

+2++2+吸氧腐蚀

水膜酸性较弱或呈中性

2Fe –4e === 2 Fe

2H2O + O2 + 4e == 4OH

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

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

Fe2O3.xH2O 主要

－-2+这是钢铁析氢腐蚀与吸氧腐蚀的相应原理

[过渡]我们学习了金属电化学腐蚀的原理，就可以指导我们做好金属的防护，减少金属的腐蚀。你们现在知道哪些防止金属锈蚀的方法呢？

[PPT]二、金属的防护

[回答]刷油漆、电镀、制成合金……

[讲解]这些都是我们以前所了解到的防腐蚀方法，可以加保护层隔绝空气，即油漆、电镀等，也可以改变金属的内部结构制成合金，比如不锈钢。除了这些方法之外，我们还可以利用电化学方法保护金属。

我们知道，在原电池中，通常是负极失去电子被氧化，而做正极金属不发生反应，所以让被保护的金属成为原电池的正极；在电解池中，电解池的阴极同样也不发生反应，所以也可以让被保护的金属成为电解池的阴极。

[讲解]我们今天要学习的就是这两种方法——“牺牲阳极的阴极保护法”和“外加电流的阴极保护法”

[投影]（1）牺牲阳极的阴极保护法

(2)外加电流的阴极保护法

[课堂练习] 1、自20世纪以来，金属遭受腐蚀的现象较过去百年更加严重，其主要原因？

答：酸雨形成的地域范围更广了、空气中CO2含量增多、降雨量增多。

2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。

答：是由于南极的温度常年在0℃以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行。

3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。

答：是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。

4.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。

答：因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。

5.当化工厂排出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。

答：说明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。

[小结] 1．金属发生化学腐蚀还是电化学腐蚀关键在于判断是否发生了原电池反应。

2．金属发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀关键在于判断所接触的电解质溶液的酸碱性。

3．金属的电化学防护方法的本质区别在于判断给定装置是原电池装置还是电解池装置。

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