第三单元 金属的腐蚀与防护教学设计一等奖

金属的电化学腐蚀

【学习目标】

1．知识与技能目标

（1）知道金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）。

2）能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。

（3）知道防护金属腐蚀的方法。

2．过程与方法目标

（1）学会设计控制单一变量进行对比实验以及对实验设计进行评价。

（2）从实验探究过程中提高对实验现象的观察能力和分析能力。

3．情感态度与价值观目标

（1）通过金属腐蚀与生产、生活实际相联系的内容,增强学生学习兴趣. （2）通过课堂探究活动,发展学生的探究能力,学会与人合作与交流,共同研究，探讨科学问题。

（3）通过化学实验（设计、验证和评价）这一科学研究方法，培养学生实事求是的科学精神，帮助学生树立正确的科学态度。

【教学重点】 金属的电化学腐蚀

【教学难点】 电极反应式的写法

【教学过程】

【引言】：在日常生活中，我们经常会看到金属腐蚀的现象，比方说，削铅笔的小刀，家用的菜刀等等，其中铁生锈是金属腐蚀现象中最常见的一种。你知道何谓金属腐蚀？及其原因吗？

【学生看书讨论】

①

什么是金属的腐蚀? 有几种分类?金属腐蚀的本质是什么? ②

化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点是什么? 【板书】：一、金属的腐蚀及其本质

1、概念：

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。

2、实质：金属原子失电子而被氧化 M – ne == M3、金属腐蚀的分类：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。

n+

- 1 -

特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。

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。

特点：原电池反应，并伴有电流的产生。

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。

化学腐蚀与电化学腐蚀的比较

化学腐蚀 电化学腐蚀

共同点 M – xe = M-x+ M – xe = M

-x+不同点 (1)金属与氧化剂直接得失电子 利用原电池原理得失电子

(2)反应中不伴随电流的产生 反应中伴随电流的产生

(3)金属被氧化 活泼金属被氧化

提问：举例说明什么是化学腐蚀和电化学腐蚀？

过渡：钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀，就是电化学腐蚀最普遍的例子。在一般情况下，金属腐蚀大都是电化学腐蚀。

P23 活动与探究

【板书】：二、电化学腐蚀(以钢铁为例) 归纳分析：钢铁生锈不可缺少的空气和水。钢铁是铁碳合金，在干燥的空气里不易生锈，但在潮湿的空气里，在钢铁的表面会形成一层（溶有O2）电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳在钢铁表面形成无数个原电池，加快了钢铁的腐蚀。根据环境的不同，钢铁的电化学腐蚀可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀。

1. 吸氧腐蚀 (中性或弱酸性溶液)（主要）

负极: 2Fe – 4e = 2Fe

正极: O2+4e +2H2O = 4OH-- -2+ 总式：2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)22+-

离子方程式：Fe + 2OH= Fe(OH)2

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

2.析氢腐蚀 (酸性较强的溶液)（次要）

负极: Fe – 2e = Fe

正极: 2H + 2e= H2 ↑

总式：Fe + 2H = Fe+ H2 ↑

- 2 - +2+ +- -2+

交流与讨论

请大家根据铁生锈的原理，思考应采取什么措施防止铁生锈？

请大家阅读课本Ｐ24-26 三、金属的防护

[讲解]金属防护的方法

(1)在金属表面覆盖保护层如：喷漆、涂油、电镀、覆盖塑料、搪瓷等，烤蓝、电镀Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。

（2）改变金属的内部结构——不锈钢（在钢中加入镍和铬）

(3)电化学保护法：利用原电池原理来减少金属腐蚀的方法。

思考：在轮船水面以下的船体上常要焊上锌块或铝块。结合金属腐蚀的条件和轮船本身的材料几所处环境，分析人们这样做的原因

1）牺牲阳极的阴极保护法:用比铁活泼的金属与铁相连构成原电池来保护铁

[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。

2）外加电流的阴极保护法 阴极：被保护金属 阳极：不溶性电极

例：下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)2011-9-2713

四、金属腐蚀的快慢判断

（1）影响金属腐蚀快慢的因素

内因：1）金属的活动性：金属越活泼，越容易被腐蚀。

2）纯度：不纯的金属比纯金属更易腐蚀。

电化学腐蚀：两电极活动性差别越大，氧化还原反应速率越大

，活泼金属被腐蚀得越

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快。

3）氧化膜：如果金属被氧化形成致密的氧化膜，那么会保护内层金属，如

AL

如果金属被氧化形成疏松的氧化膜，那么不会保护内层金属，如生锈

外因：

介质、环境（腐蚀性气体，电解质溶液）

（2）规律

在同一电解质溶液中，由电解原理引起的腐蚀＞原电池引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀

防腐措施由好到坏的顺序如下：

外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法

＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件

课堂练习

课堂练习1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：若试管中液面上升，则溶液呈中性或碱性（1）性，Fe–2e-＝Fe2+发生吸氧腐蚀,电极反应式为：负极：正极：O2+2H2O+4e-＝4OH－（2若试管液面下降，则溶液呈酸性）性，发生析氢腐蚀，电极反应式Fe–2e-＝Fe2+为：负极：正极：2H++2e-＝H2↑2011-9-2715

练习2、2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的国宝在240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，（D ）最可能的是A.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；B.环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；C.铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；D.它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；

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3、思考题:马口铁和白口铁一旦有划痕后，在潮湿的空气中，谁被腐蚀的速度快？Fe马口铁ZnSnFe白口铁2011-9-2717

4.为了保护地下钢管不受腐蚀，可使它与（

）。

A．直流电源负极相连

B．铜板相连

C．锌板相连

D．直流电源正极相连

5、下列事实不能用电化学理论解释的是：（

）

A：轮船水线以下的船壳上装有一定数量的锌块

B：铝片备不用特殊方法保存

C：纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜后速率加快

D：镀锌铁比镀锡铁耐用

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