第三单元 金属的腐蚀与防护教学设计案例

金属的腐蚀与保护

【教学目标】：

1、了解金属腐蚀的危害，认识金属腐蚀造成的经济影响．

2、应用原电池原理，了解金属电化腐蚀的原因，能解释金属发生电化学腐蚀的原因

3．了解一些选择防铁锈方法时应考虑的因素，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。掌握金属保护的重要方法，培养学生对社会重大课题的决策能力和创新意识．

【教学重点】：金属电化腐蚀

【教学难点】：金属电化腐蚀；钢铁腐蚀

【教学方法】：启发式、讨论式、实验法

【教具】：实验投影仪

教学过程：

【引言】在日常生活中,金属腐蚀的现象随处可见。现在，请各小组代表把课前搜索的信息给全班同学展示一下。

三个小组代表分别发言

【学生演讲】(二分钟)介绍金属腐蚀造成的影响。

【设问、过渡】钢铁为什么会生锈？我们怎么样利用化学知识来减小金属腐蚀？让我们一起来学习有关金属腐蚀的知识。以铁生锈为例来简单说明：

【板书】金属的腐蚀与防护

【小结】金属腐蚀就是游离态的金属单质被氧化成化合态的金属氧化物或其他化合物的过程，可表示为：

【板书】金属腐蚀的实质：M →

Mn++ ne-

金属腐蚀的分类：化学腐蚀电化学腐蚀

【提问】举例说明什么是化学腐蚀和电化学腐蚀?

【学生回答】铁和氯气直接反应而腐蚀;钢管被原油中的含硫化合物腐蚀均为化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中生锈是电化学腐蚀。

【过渡】钢铁在潮湿的空气里所发生的腐蚀，就是电化学腐蚀的最普通的例子。在一般情况下，金属腐蚀大多是电化学腐蚀。

【提问】电化学腐蚀是怎样形成的？它具有哪些特征？让我们通过实验来研究学习有关电化学腐蚀的知识。

【过渡】上堂课我们已学习了有关原电池的知识，现在我们从金属腐蚀的角度来分析铜--锌原电池实验的原理。

【课件演示】铜-锌原电池实验

做如下实验：锌片投入稀硫酸中——腐蚀的种类及特点；用铜丝接触锌片——腐蚀的种类及特点。

【投影、复习】原电池反应：Zn(-)：

Zn→

Zn2+ +2e- (氧化反应)

Cu(+)：

2H++ 2e-

→

H2↑

(还原反应)

总的反应方程式：

Zn + 2H+

→

Zn2+ + H2↑

【启发】铜-锌原电池实验可看作锌被腐蚀的过程，属于哪类金属腐蚀？

【回答】电化学腐蚀。

【讨论】（全班分小组讨论,小组代表小结.）

问题：1、电化学腐蚀的形成条件和特征。

2、化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系。

【结论】

1．电化学腐蚀形成条件：不纯金属或合金、电解质溶液环境。

特征：原电池反应，并伴有电流的产生。

2．化学腐蚀：金属直接跟物质接触发生化学反应。

电化学腐蚀：原电池反应。

在一般情况下，这两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多。

【提问】通过对实验的研究，大家是否对电化学腐蚀有了进一步的了解。请问：电化学腐蚀的实质是什么？

【学生回答】原电池反应，较活泼的金属失去电子被腐蚀发生氧化反应，并伴有电流的产生。

【展示】铁钉（预先做好实验：一个浸没在水里、一个一半浸没在自来水中）的腐蚀

【师生共同讨论】运用原电池原理分析钢铁腐蚀的成因。教师随着学生的认知需要不断改变决策。

【课件演示】钢铁的电化学腐蚀，创设情景，引出析氢腐蚀和吸氧腐蚀。

【归纳分析】铁锈的生成不可缺少的是空气和水。钢铁是铁碳合金，在干燥的空气里不易腐蚀，但在潮湿的空气里，在钢铁的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在钢铁制品表面形成了无数微小的原电池，加快了钢铁的腐蚀。

【板书】钢铁腐蚀：

Fe(-) 2Fe →

2Fe2++4e-

C (+) 2H2O + O2 + 4e- →

4OH-

【过渡】我们学习了有关金属腐蚀的知识，并了解了金属腐蚀主要是由原电池反应而引起的电化学腐蚀。金属腐蚀虽然有害，有时却可以利用。例如，工业上通过控制一定条件，利用Fe3+腐蚀铜板来制备电子线路板就是利用金属腐蚀的一个很好例子。但是，金属腐蚀大多数是有害的，是须防止的。

【小结】电化学腐蚀分类：

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

条件

水膜酸性较强（pH＜5.6）

水膜酸性很弱或中性

电

极

负

正

总反应方程式

联系

吸氧腐蚀更加普遍，危害更大。

【提问】大多数金属腐蚀我们是要防止的。那么，怎么样来进行金属的防护呢？请大家结合内因（金属的本性）和外因（介质）两因素来考虑，请阅读教材中有关内容，回答如下问题。

【过渡】介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。因此，要经常对机器和仪表进行保养。

【提问】既然我们已经清楚了金属腐蚀的原因，那么就应该从其腐蚀的原因着手，来加强金属的防护。请大家举一些日常生活中金属防护的例子，来说明有哪些防护方法。

【学生讨论、回答】

1．改变金属的内部结构，如制成不锈钢。

2．在金属表面覆盖保护层，如喷漆、涂油、电镀等。

【启发】除以上方法外，还可以用原电池的原理来保护金属。请同学们根据原电池的原理想一想被保护的金属应做原电池的哪一极？

【回答】作正极。

【启发】对。像轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，装有一定数量的锌块，就是为了使锌块和船体形成原电池，腐蚀了锌块而保护了轮船。这种利用原电池原理来减少金属腐蚀的方法叫做电化学保护法。

【投影】三峡大坝的钢闸门利用外加电流的阴极保护法，请同学们利用电解池原理分析钢闸门的保护过程。

【启发】从中你收到了什么启发？

【课堂总结】

【随堂练习】1、2、3