第二节　金属的腐蚀和防护教学活动设计方案

第二节

金属的腐蚀和防护

【教学目标】

1、感知日常生活中的金属腐蚀和金属防腐蚀的过程。

2、了解金属腐蚀的原理，对比掌握析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别。

2、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】

重点：金属腐蚀的化学原理，知道金属防护的常用方法。

难点：理解金属腐蚀的化学原理

【教学过程】：

【引入】（图片展示）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。金属腐蚀的危害很多，在经济、能源、安全、环境方面都给我们人类带来了重大的损失。那么，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。

【学生活动】阅读课本，回答以下问题：

1、什么是金属腐蚀？

2、金属腐蚀后有什么现象？

3、金属腐蚀的本质是什么？

【知识讲解】

一、金属的腐蚀

1、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。

2、金属腐蚀后的特征：金属的色泽、外形和机械性能等方面发生变化

3、腐蚀的本质：金属本身失去电子变成阳离子的过程。（氧化反应）

（一）、金属腐蚀的类型

一般可分为

析氢

腐蚀和

吸氧

腐蚀。

1、化学腐蚀：金属与合金跟接触到的物质(如O2,Cl2,SO2等)

直接

发生化学反应而引起的腐蚀. 例如：铁与氯气直接反应，钢管被原油中的含硫化合物腐蚀

【讨论】：为何煤气炉中心部位容易生锈,南极罐头很少生锈? 注：一般情况下，温度越高，金属腐蚀越快。温度对化学腐蚀的影响较明显。

【科学探究】：不同条件下铁钉的锈蚀（视频播放）

铁钉

实验方案

+煮沸后迅速冷却的蒸馏水

现象

结论

铁钉

+棉花和CaCl2

塞上塞子

相当长时间铁钉未被腐蚀

没H2O，铁钉较长时间没铁钉

+蒸馏水没过一半铁钉

铁钉

+NaCl 溶液没过一半铁钉

铁钉生锈速率较快

有电解质溶液，铁钉较铁钉

+醋酸溶液没过一半铁钉

相当长时间铁钉未被腐蚀

没O2，铁钉较长时间没被腐铁钉渐渐生锈

有H2O和O2，铁钉渐有气泡产生，反应速率快

铁能与醋酸反应，铁钉腐

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蚀

被腐蚀

渐生锈

快被腐蚀

蚀速率最快

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

负

极，比较不活泼的一极是

正

极

【讨论】钢铁在潮湿的空气中更容易腐蚀的原因

原因：

空气中的CO2溶于水在钢铁的表面形成一层弱酸性的水膜（形成电解质溶液）

铁

和

碳

构成原电池的两极。负极：

铁

正极：

碳

酸性较强——析氢腐蚀

中性溶液或酸性很弱——吸氧腐蚀

（钢铁腐蚀的主要情况）

【对比】析氢腐蚀和吸氧腐蚀

类型

条件

电

极

负

正

－析氢腐蚀

水膜酸性较强

吸氧腐蚀

水膜酸性很弱或中性

Fe－

2e-＝Fe2+

2H+＋2 e＝H2↑

O2+2H2O+4e＝4OH

－－【归纳】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

【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。

【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，

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自由女神近百年来一直受着一种疾病的折磨。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，自由女神的身上腐蚀严重。

【思考】请你做医生诊断一下她得的是什么病? 解析：电化学腐蚀

【思考】你有什么方法可以阻止这种现象的继续发生？

【学生活动】小组讨论、交流

二、金属的防护

【展示】自行车的不同构件分别采取了什么防锈措施

【解析】给链条涂上机油,将钢圈和车铃表面镀上一层既耐腐蚀又耐磨的铬,给支架烤上一层漆,将齿轮镀上一层铬并涂上机油。

【小结】金属防腐蚀的方法：

1、制成不锈钢合金，增强钢铁抗腐蚀能力；

2、表面涂油漆或油脂，覆盖塑料等物质；在钢表面镀一层其他耐腐蚀的金属；

3、牺牲更活泼金属的保护法（电化学保护）。

【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

【板书设计】

一、金属的腐蚀

1、金属腐蚀的概念和本质

2、金属腐蚀的类型：化学腐蚀和电化学腐蚀

3、电化学腐蚀分类：

①溶液酸性较强——析氢腐蚀

②溶液中性或弱碱性——吸氧腐蚀（钢铁在空气中的主要腐蚀类型）

二、金属的防护

1、制成不锈钢合金；

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2、表面涂油漆或油脂，覆盖塑料等物质；在钢表面镀一层其他耐腐蚀的金属；

3、牺牲更活泼金属的保护法（电化学保护）。

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