第二节　金属的腐蚀和防护课时教案

第二节

金属的腐蚀和防护

【教学目标】

1、了解金属腐蚀的类型。

2、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。

【教学重点、难点】

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。

【教学过程】：

【引入】金属的腐蚀现象非常普遍，例如，钢铁生锈（Fe2O3·XH2O），铜器表面生成铜绿（Cu2(OH)2CO3），等等，腐蚀可使金属的机械性能、色泽和外形等方面发生变化，严重时可使机器设备、仪器和仪表等报废。有些重大事故的发生如桥梁塌陷、石油管道破裂等也往往与金属腐蚀有关。金属为什么会被腐蚀？如何防止金属的腐蚀？这就是本节要讨论的问题。

一、金属的腐蚀

金属的腐蚀：金属或合金跟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。

（一）、金属腐蚀的类型

一般可分为

腐蚀和

腐蚀。

1、化学腐蚀：金属与合金跟接触到的物质(如O2,Cl2,SO2等)

发生化学反应而引起的腐蚀. 原理：

例如：铁与氯气直接反应，钢管被原油中的含硫化合物腐蚀

注：一般情况下，温度越高，金属腐蚀越快。

【讨论】：为何煤气炉中心部位容易生锈,南极罐头很少生锈?

【科学探究】：不同条件下铁钉的锈蚀

实验方案

铁钉

液

现象

结论

铁钉

固体

铁钉

+煮沸后

迅速冷却

的蒸馏水

1 铁钉

+植物

油

铁钉

+NaCl 溶液

铁钉+上层

植物油下层

是煮沸后迅速冷却的蒸馏水

+醋酸溶

+CaCl2

2、电化学腐蚀：不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的反应。

原理：

反应

本质：

反应

例如：钢铁在潮湿的空气中被腐蚀

【复习】：原电池反应原理

条件：1、有电解质溶液

2、有活泼性不同的两种金属或其中一种是非金属

3、闭合电路

电极判断：比较活泼的一极是

极

比较不活泼的一极是

极

【讨论】钢铁在潮湿的空气中更容易腐蚀的原因

原因：

（形成电解质溶液）

和

构成原电池的两极。负极：

正极：

（1）中性溶液或酸性很弱——吸氧腐蚀（钢铁腐蚀

的主要情况）

负极：

电子

电极反应式：

正极：

电子

电极反应式：

（2）酸性较强——析氢腐蚀

负极：

电子

电极反应式：

正极：

电子

电极反应式：

条件

电

极

负

正

2H+＋2 e＝H2↑

－析氢腐蚀

水膜酸性较强（pH＜4.3）

吸氧腐蚀

水膜酸性很弱或中性

Fe－

2e-＝Fe2+

O2+2H2O+4e＝4OH

－－

2

化学腐蚀和电化学腐蚀的异同

条件

现象

本质

联系

化学腐蚀

金属跟氧化剂直接接触

无电流产生

金属被氧化

电化腐蚀

不纯金属或合金和电解质溶液接触

有微弱电流产生

较活泼金属被氧化

两者往往同时发生，电化学腐蚀更加普遍

说，金属在腐蚀的过程中，发生了氧化还原反应，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。

【讲解】：化学腐蚀和电化学腐蚀都是铁等金属原子失去电子变成阳离子的过程，也就是【阅读材料】：

耸立于美国纽约港外的一个海岛上，一座15层楼高的自由女神，历来被认为是美国的象征。然而，经过近百年的风风雨雨，已经生病了。她究竟患了什么疾病呢？美、法两国组织了一个调查小组，对她进行了全面体检，结果，大吃了一惊。原来，他们发现，自由女神近百年来一直受着一种疾病的折磨，那就是

。自由女神的外壳材料是铜，而支撑整个雕塑的内支架却是铁，在它们之间被浸透油的毛毯隔开。时间长了，毛毯失去了隔离作用，大西洋潮湿的带着盐分的空气不断地向自由女神进攻,无数的＿＿＿在＿＿＿自由女神的身上形成＿＿＿＿＿。

【思考】：请你做医生诊断一下她得的是什么病?

【思考】：你有什么方法可以阻止这种现象的继续发生？

二、金属的防护

【讨论】：自行车的不同构件分别采取了什么防锈措施

1.影响金属腐蚀的两个因素

金属本性――金属是否活泼，纯净

介质――金属与哪些物质共存

注：金属的本性：金属越活泼越容易被腐蚀，金属合金中活泼的金属易腐蚀

介质影响：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

2.金属腐蚀的本质

金属原子

成为阳离子的过程

3

3.金属防护的方法

金属防护常用的方法

1、在金属表面加防护层

如：在金属表面涂油漆,在金属表面包塑料层,在金属表面加油脂;在金属表面镀上一层Zn或Cr或Sn;制成不锈钢

2、改变金属的结构

隔绝空气、水蒸气及腐蚀性气体;镀

Zn,发生原电池反应时, Zn会被氧化,保护了原有的金属;制成不锈钢,是改变了金属的内部组成结构,抗腐蚀能力大大提高. 3、电化学保护法

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或合金,可以防止金属腐蚀

【思考与交流】课本P57

【课堂练习】

1．下列关于铁器的使用注意事项不正确的是

（

）

A.避免长期接触潮湿空气

B.避免与酸性物质接触

C.不能接触干燥的空气

D.不能盛放硫酸铜溶液

2．下列说法不正确的是

（

）

A.铁制品生锈以后可以隔绝里面的铁与空气的进一步接触

B.铁制品的生锈过程是缓慢氧化的过程

C.车、船表面涂上一层油漆可以防止铁生锈

D.生锈报废的铁制品可以回收重新炼铁

3．在下列条件或环境中，铁制品最容易生锈的是

（

）

A.放在纯净的氧气中

B.浸没在蒸馏水中

C.放在干燥的空气中

D.放在潮湿的空气中

4．铁生锈的变化属于

（

）

A

缓慢氧化

B

置换反应

C

物理变化

D

以上都不对

5．下列合金中不能被稀盐酸腐蚀的是（括号内为合金成分）

（

）

A

球墨铸铁

B

黄铜（铜

锌）

C

铝合金

D

18K黄金

6．一种新兴的金属由于其熔点高、密度小、可塑性好、耐腐蚀性强，它和它的合金被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备的制造中，这种金属是

（

）

A．铜

B．钢

C．钛

D．镁

4