第二节　金属的腐蚀和防护评课稿

金属的腐蚀和防护（第2课时）

教学设计

郑常莉

【教学目标】

1．了解金属腐蚀及其危害。

2．金属电化学腐蚀的快慢速率判断。(重点) 3．金属防护的方法，特别是电化学防护的方法。(重点) [基础·初探]

教材整理1

金属的腐蚀

条件

本质

现象

区别

联系

化学腐蚀

金属与接触到的物质直接反应

M－ne===Mn

－＋电化学腐蚀

不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应

较活泼金属被腐蚀

有微弱电流产生

金属被腐蚀

无电流产生

普遍性：电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，危害也更严重

教材整理2

钢铁的电化学腐蚀

水膜环境

负极反应

正极反应

析氢腐蚀

水膜呈酸性

Fe－2e===Fe2

－＋吸氧腐蚀

水膜呈弱酸性或中性

2Fe－4e===2Fe2

－＋2H＋2e===H2↑

Fe＋2H=== Fe＋H2↑

＋＋－O2＋4e＋2H2O===4OH

2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

吸氧腐蚀更普遍

[探究·升华]

－－总反应

2＋联系

【思考探究】

实验1：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。一段时间后，观察导管中水柱和铁钉的变化。如图1。

图1

图2

实验2：向100 mL烧杯中加入约50 mL饱和食盐水后，插入两个玻璃筒(无底)；将一个无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中。如图2。

问题思考：

(1)实验1的实验现象是什么？铁钉为什么会生锈？说明什么问题？请分析变化的原因。

(2)实验2的电流计的指针是否偏转？说明什么问题？若向实验2的插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，将会看到什么现象？说明什么问题？请写出相关电极反应式。

(3)若将实验1和实验2的溶液换为盐酸(均足量)。实验1存在哪些形式的化学腐蚀？实验2中是否有电流通过？写出相关电极反应式。

【认知升华】

1．金属腐蚀类型的判断方法

(1)根据是否发生原电池反应来判断。

发生原电池反应引起的金属腐蚀，属于电化学腐蚀，否则属于化学腐蚀。

(2)根据金属的活动性及电解质溶液的酸性判断，位于金属活动性顺序表中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀；金属活动性顺序在氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。

2．影响钢铁腐蚀的因素

:水、空气、电解质溶液、不活泼金属杂质的存在。

[题组·冲关]

1．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是(

) A．2H＋2e===H2↑ B．Fe2＋2e===Fe ＋－＋－C．2H2O＋O2＋4e===4OH－－

D．Fe3＋e===Fe2＋－＋、

2如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：

(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于__________腐蚀(填“化学”或“电化学”)。

(2)若试管内液面上升，则原溶液呈__________性，发生____________腐蚀，电极反应式：负极：________________________________________________；

正极：______________________________________________。

(3)若试管内液面下降，则原溶液呈__________性，发生____________腐蚀，电极反应为：负极_____________________；正极：________________。

新课

金

属

的

腐

蚀

快

慢

和

防

护

及

利

用

二、金属腐蚀快慢的判断

1.金属腐蚀快慢的判断

不纯的金属或合金,在潮湿的空气中形成微电池发生电化学腐蚀,金属腐蚀的快慢与下列两

种因素有关: (1)与构成原电池的材料有关,两极材料的活动性差别越大,电动势越大,氧化还原反应的速率越快,活泼金属被腐蚀就越快。

(2)与金属所接触的电解质强弱有关,活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀,在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。

(3)判断原则。

电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀

【例2】某学生在A、B、C、D四只小烧瓶中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、食盐水及细铁丝(并使铁丝完全浸没在食盐水中)。然后分别装配成如图所示的装置,每隔一段时间测量导管中水面上升的高度,结果如表所示(表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm),回答下列问题: 时间/小时

A瓶(盛干燥铁丝)

0

0.5

1.0

0

0

0

1.5

0

3.4

0.3

0

2.0

0

5.6

0.8

0

2.5

0

7.6

2.0

0

3.0

0

9.8

3.5

0

B瓶(盛浸了食盐水的铁丝)

0

0.4

1.2

C瓶(盛浸了清水的铁丝)

0

0

0

D瓶(盛完全浸没在

食盐水中的铁丝)

0

0

0

(1)为什么有的导管中水面会上升? (2)上述实验中,铁生锈的速率由大到小的排列顺序为

(填小烧瓶的字母编号)。

(3)影响铁生锈的因素除氧气外还有 。

(4)日常生活中常见到铁制品生成铁锈,试写出铁制品生成铁锈(Fe2O3·xH2O)的化学方程式: 。

【练习1】下图所示的各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是(

)

A．④＞②＞①＞③

C．④＞②＞③＞①

三、金属腐蚀的防护和利用

1.金属防护措施的“三角度”

B．②＞①＞③＞④

D．③＞②＞④＞①

金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者相互反应的条件等方面来考虑。

2.金属腐蚀的防护

（1）将金属制品与周围物质隔离开是一种普遍采用的防护方法。

（2）电镀是应用电解原理在金属表面镀上一层其他金属或合金的过程。

（3）金属腐蚀的电化学保护方法

A:牺牲阳极的阴极保护法。 B:外加电流的阴极保护法。

【练习2】下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是(

) A.水中的钢闸门连接电源的负极

B．金属护栏表面涂漆

C．汽车底盘喷涂高分子膜

D．地下钢管连接镁块

【练习3】请根据上述实验，判断下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是________(填字母)。（多选）

A．在铁门、铁窗表面涂上油漆

B．自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施，所以不需要停放在能遮雨的地方

C．家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处

D．把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减小铁闸门的腐蚀速率

【练习4】为保护地下钢管不受腐蚀，下列属于牺牲阳极的阴极保护法的是(

) A．与石墨棒相连

B．与铜板相连

C．埋在潮湿、疏松的土壤中

D．与锌板相连

3．金属防护的关键

(1)防止金属与氧化性介质直接接触。

(2)防止金属表面形成电解质溶液层。

(3)改善金属的内部结构。

4.金属腐蚀的利用

金属的化学蚀刻、印刷电路的铜布线腐蚀、半导体器件与集成电路制造中的精细加工都是利用了金属腐蚀的原理。

【课后练习】1.有关金属腐蚀的叙述,正确的是(

) A.金属的腐蚀一定伴有电流产生

B.铁在干燥的空气中比在潮湿的空气中更易被腐蚀

C.发生化学能转变为电能的腐蚀时,较活泼的金属总是作正极而被腐蚀

D.发生电化学腐蚀时有能量的转变,且被腐蚀的金属总是失电子

2.建筑用的钢材在出厂之前都要经过发蓝处理,使其表面生成一层Fe3O4,其目的是(

) A.增加钢材的硬度 B.增强钢材的抗腐蚀能力

C.使钢材美观 D.增加钢材的韧性