第三单元 金属的腐蚀与防护第二课时教案

金属的电化学腐蚀和防护

----教案（第一课时）

【教学目标】

1．能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。

2．进一步学会对比、比较认识事物的科学方法和假设验证探究的思维方式，辩证的认识外因条件对化学变化的影响；

3．参与试验探究观察铁生锈的过程，体会动手试验自己获得铁的性质的知识的成功愉悦，保持学习的兴趣；

【教学重点】金属的电化腐蚀

【教学难点】析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电化学原理

【教学方法】实验探究、师生共议、归纳总结。

【教学过程】

【引入】暖宝宝大家都用过，它在寒冷的冬天给我们带来了温暖。大家有没有思考过，为什么暖宝宝能快速且长效的给我们提供热量。我曾好奇的打开过暖宝宝，它的里面如图（ppt），可是用过后它就变成了如图（ppt）。大家仔细观察看看有什么变化。（学生回答：颜色不同啦）那么从他的成分表里去寻找可能是谁引起的呢？（学生观察分析）

生活中常见这种颜色的改变。这种变化就是金属的腐蚀。

【学生活动】读书教材23页，找到什么是金属腐蚀，金属腐蚀的本质是什么？

【板书】

第四节

金属的腐蚀

【板书】一、金属腐蚀：

【板书】金属腐蚀：指金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）发生化学反应而引起损耗的过程。

【讲述】请同学结合平时所学关于金属反应的例子，总结金属腐蚀的本质？

金属在化学反应中，失去电子，表现还原性，被氧化；因此我们可以总结出金属腐蚀得本质就是：金属原子失去电子被氧化

【板书】金属腐蚀的本质就是：金属原子失去电子被氧化

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【提问】暖宝宝为什么会快速的升温呢？

【提示】从影响化学反应速率的因素考虑。

【学生思考】温度，浓度，压强等

经过讨论都不是上述因素，那还得从原料中寻找原因。

【设计实验】铁

| 碳

| 氯化钠溶液

现象是指针偏转。有电流。

【总结】可见形成原电池会加快化学反应速率。

【板书】

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

负极(Fe)：

Fe - 2e- = Fe2+

【追问】那么正极上是谁在反应呢？

【演示实验】金属的吸氧腐蚀实验。

正极

(C)：

2H2O + O2 + 4e- = 4OH-（吸氧腐蚀）

铁锈的生成：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓

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

生成的Fe(OH)3，失水生成Fe2O3·xH2O就是铁锈

。

【共同讨论】如果把氯化钠溶液换成稀醋酸溶液，又将发生什么变化呢？

【板书】负极(Fe)：

Fe - 2e- = Fe2+ 正极(C)：

2H＋＋2e-＝H2↑（析氢腐蚀）

【分析】如果酸性较弱，随着H2的析出，水膜的PH上升，Fe2+与OH-结合生成Fe(OH)2, Fe(OH)2继续与O2反应生成Fe(OH)3，进而形成铁锈。

【练习1】析氢腐蚀与吸氧腐蚀的区别

【思考2】纯铁片放入稀H2SO4中也有氢气放出，发生的是析氢腐蚀吗？

【学生回答】

【板书】化学腐蚀：金属直接与接触到的物质直接发生化学反应，这样引起的腐蚀为~ 【练习2】电化学腐蚀与化学反应的区别

【引入】在我们生活中金属发生不同程度的腐蚀，其中以电化学腐蚀为主，但是我们也发现，在电化学腐蚀的过程中，条件不同腐蚀速率也是不同的，下面我们

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就这一问题来进行研究。

【思考3】1、相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。

2、1910年遗留在南极的食品罐头盒，至今其表面很少有铁锈出现。

3、用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。

4、当化工厂排出的废气为酸性时，工厂附近的钢铁设施容易生锈。

【练习3】⑴、在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地区铁生锈相对慢一些？为什么？

⑵、请你预测，铁在月球上会不会生锈？为什么？

⑶、

为了探究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用不同金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置内，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是（

）

A．实验结束时，装置Ⅰ左侧的液面一定会下降

B．实验结束时，装置Ⅰ一定比装置Ⅱ左侧液面低

C．实验结束时，装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重

D．实验结束时，装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀

【讲述】金属的腐蚀在自然界中普遍存在，下面我准备了一些数据，希望同学们会觉得很惊人。据不完全统计，全世界金属的生产其中90%为钢铁，目前世界钢铁的年产量约为10亿吨，但与此同时大约每年有10%的钢铁被腐蚀，折合美元约7000亿美元，折合人民币约4万亿元，由于腐蚀造成的经济损失约占国民生产总是的2%~4%，这些数据是一个相当庞大的数字。另外，据统计，金属的腐蚀造成的损失，远远超过水灾、火灾、风灾、地震等自然灾害造成损失的总和。由此可见，金属腐蚀问题十分严重且普遍，因此，我们更有义务和责任区了解金属腐蚀的原因，从根本去防止金属的腐蚀。

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【课堂小结】

这节课我们通过试验探究了金属腐蚀的本质、条件、原因和影响腐蚀速率的因素，其中需要注意的是，金属的腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀两种，但是以电化学腐蚀为主，电化学腐蚀又包括吸氢腐蚀和吸氧腐蚀两种。

【课后练习】

1、自20世纪以来，金属遭受腐蚀的现象较过去百年更加严重，其主要原因？

答：酸雨形成的地域范围更广了、空气中CO2含量增多、降雨量增多。

2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。

答：是由于南极的温度常年在0℃以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行。

3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。

答：是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。

4.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。

答：因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。

5.当化工厂排出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。

答：说明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。

6、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：

（1）若液面上升，则溶液呈中性或碱性性，发生吸氧腐蚀,电极反应式为：负极： Fe–2e-＝Fe2+ , 正极：O2+2H2O+4e-＝4OH－

（2）若液面下降，则溶液呈酸性性，发生析氢腐蚀，电极反应式为：负极：Fe–2e-＝Fe正极：2H+2e-＝H2↑

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【板书设计】第一节

金属的腐蚀

一、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。

金属腐蚀的本质：金属原子失电子而被氧化

M – ne == Mn+

二、金属腐蚀的原因：

1、化学腐蚀：金属直接与接触到的物质直接发生化学反应，这样引起的腐蚀为~ 2、电化学腐蚀：不纯的金属（或合金）与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀成为电化学腐蚀。

负极(Fe)：

Fe - 2e- = Fe2+

正极

(C)：

2H＋＋2e-＝H2↑（析氢腐蚀）

2H2O + O2 + 4e- = 4OH-（吸氧腐蚀）

总方程式：（析氢腐蚀）Fe＋2H＋＝H2↑＋Fe2+

（吸氧腐蚀）Fe＋2H2O + O2＝Fe(OH)2

Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓

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

铁锈的生成

Fe2O3·xH2O就是铁锈

。

注：铁锈疏松，会加剧内部钢铁的腐蚀

3、相互关系：往往同时发生，但电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。

三、金属腐蚀的条件：

１、电解质的导电能力

２、接触腐蚀性物质

３、温度

4、电极材料

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