第二节　金属的腐蚀和防护板书设计

高中化学新人教版选修1《化学与生活》

第三章 第二节《金属的腐蚀和防护》教学设计

正宁县第四中学 李亚颖

教学目标：

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。

过程与与方法：进一步学会对比、比较认识事物的科学方法和假设验证探究的思维方式，辩证的认识外因条件对化学变化的影响。

情感、态度与价值观：体会获的金属的腐蚀与防护知识的成功愉悦，保持学习化学的兴趣。

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：探究交流、师生共议、归纳总结。

教学过程：

[投影]常见的金属腐蚀现象：

[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，如保养不好，都会腐蚀，从而造成大量金属的损耗。至于因设备腐蚀损坏而引起停工减产、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，那就更无法估计了。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。这就是本节要讨论的问题。

[板书] 第二节

金属的腐蚀和防护

一、金属腐蚀

[阅读]回答什么是金属腐蚀？

[板书]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。

[讲述] ：由于金属接触的介质不同，发生腐蚀的化学原理也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

[讲述] 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。

[板书]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。

1

特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。

一般情况下，温度升高会加快化学反应速率，因此，温度对化学腐蚀的影响较明显（如图3-14）

[讲述]温度对化学腐蚀的影响：

[科学探究]不同条件下铁钉的锈蚀

注意：①光亮铁钉浸没在菜油之中；②光亮铁钉半浸半露在菜油中；③光亮铁钉完全浸没在食盐水中；④光亮铁钉完全浸没在酸性溶液中或碱性溶液中。学生分别观察并写出报告以培养学生的观察与描述能力。教师不但要给学生出题目，还要发挥点拨作用，提出注意点：①观察的一周中不要振荡试管，否则会破坏生锈的界面；②把各人设置的具体条件和的状况详尽记录在案，以利分析和归纳，写出高质量的家庭探究报告。

实验方案

记录

结论

[总结]铁钉生锈的条件：铁钉含杂质、与电解质溶液接触。

[思考]绝大多数钢铁生锈是否是化学腐蚀？为什么？

[板书]2、电化学腐蚀

[讲解]由于金属和液态介质(常为水溶液)构成微小的原电池而发生金属腐蚀的过程。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。

[板书] 电化学腐蚀

：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。

[共同分析]形成原电池的原因。

[提出问题]钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀，但在潮湿的空气里却很快被腐蚀，这是什么原因呢？

[讲解]原来，在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水能电离出少量的H+ 和OH-，同时由于空气中CO2的溶解，使水里的H+增多：

H2O + CO2

→H2CO3

→

H+

+ HCO3- 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。其中，铁是负极，碳是正极。在负极，铁失去电子而被氧化成Fe2+：

Fe –

2e-=Fe 2+

2

在正极，有两种情况：

如果钢铁表面的水膜酸性很弱或者呈中性，在正极上是溶解在水摸中的氧气得到电子而被还原（钢铁的腐蚀只要是这种情况)：

吸氧腐蚀：

2H2O + O2 + 4e- = 4OH–

如果水膜的酸性较强，在正极，则是溶液中的氢离子得到电子被还原：

析氢腐蚀：

2H+ +2e - =

H2↑

[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

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

条件

水膜酸性较强（弱酸）

水膜酸性较弱或呈中性

负极反应

正极反应

总反应

Fe –2e- === Fe2+

2H + 2e === H2

Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑

+2Fe –4e- === 2 Fe2+

2H2O + O2 + 4e－

== 4OH-

-2Fe + 2H2O + O2

== 2Fe(OH)2

4Fe(OH)2

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

Fe2O3.xH2O 次要

主要

[归纳与交流]化学腐蚀与电化腐蚀的对比。

[板书]3、化学腐蚀与电化腐蚀的对比

（1）本质：金属原子失电子而被氧化(金属原子失去电子变成阳离子的过程) M – ne == Mn+

(2)

3

（3） 相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。

[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

[思考与交流]讨论自行车不同构件的防锈措施：

[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]海水中的金属为何容易被腐蚀？（提示：电解质溶液）

[讨论]要想减少或避免电化学腐蚀，我们应该采取什么措施？

①对金属做必要的精炼，以减少其中能导电的不活泼杂质。

②对机器、仪表及时保养，减少金属与腐蚀性气体、电解质溶液、潮湿气体的接触。

③根据用途不同采取不同的方法使金属与造成发生的介质隔离，如涂油脂、喷漆、镀层、表面钝化等。

④选用适宜的金属或非金属制成耐腐蚀的合金，如炼制不锈钢、耐酸钢等。

⑤采用电化学防护方法，如在钢铁的船体上焊接上较活泼的金属锌。

[投影]常见金属防腐蚀方法：

4

[板书]1、物理方法

[讲述]以上投影中方法都是物理方法。刚才同学们回答时已提到电化学防护方法。

[投影]两种电化学防护方法

[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。

[小结]金属的防护方法：

1、在金属表面覆盖保护层(刷油漆、涂机油、加塑料层...) 2、改变金属的内部组织结构(不锈钢、马口铁、白口铁……) 3、在要保护的金属上连接一种比该金属更易失去电子的金属(牺牲阳极的阴极保护法……)

练习题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, （2）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：

2.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Fe 2 O 3•nH2O）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么? 解析：属于电化学腐蚀。

因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因为Fe-C-NaCl形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀

3.在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地区铁生锈相对慢一些？为什么？

5

新疆吐鲁番，因为该地区相对干燥，水分稀少，而海南地区潮湿多雨，温度高，易发生电化学腐蚀。

本节小结：谈谈本节课的收获和体会

作业布置：

1、复习本节知识

2、习题3、4、

3、<学案>本节自我评价

6