第二节　金属的腐蚀和防护优质公开课教案

第二节

金属的腐蚀与防护

教学目标：

知识与技能：掌握了解金属腐蚀的化学原理，了解金属防护的常用方法，了解防止金属腐蚀的重要意义。

过程与方法：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，辩证认识外因条件对化学变化的影响；

情感、态度与价值观：通过化学知识联系生活，保持学习的兴趣；

教学重点：化学腐蚀、电化学腐蚀

教学难点：析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式．

教学方法：实验探究、师生共议、归纳总结。

课时划分：一课时

教学过程：

[投影]常见的金属腐蚀现象：

[导课]金属腐蚀的现象非常普遍，像金属制成的日用品、生产工具、机器部件、海轮的船壳等，如保养不好，都会腐蚀，从而造成大量金属的损耗。至于因设备腐蚀损坏而引起停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康，甚至造成严重事故的损失，那就更无法估计了。因此，了解金属腐蚀的原因，掌握防护的方法，是具有十分重要的意义的。

[板书] 第二节

金属的腐蚀与防护

一、金属腐蚀

[阅读]阅读教材P49回答问题：什么是金属腐蚀？

[板书]金属腐蚀：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。

[讲述] 由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的化学原理也不同，一般可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀。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。

例如：铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀，在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。

[板书]1、

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。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。

[讲述]温度对化学腐蚀的影响：

[科学探究]观看视频：不同条件下铁钉的锈蚀

分组实验：①蒸馏水浸没铁钉，加入植物油；②放入棉花和干燥剂CaCl2，塞塞子；③蒸馏水浸没1/2铁钉；④加入NaCl溶液浸没至1/2铁钉处；⑤加CH3COOH溶液至浸没1/2铁钉。学生分别观察并记录现象，以培养学生的观察与语言组织能力。

实验方案

记录

结论

[总结]铁钉生锈的条件：铁钉含杂质、与电解质溶液接触。

[思考]钢铁在干燥的空气里长时间不易生锈，但在潮湿的空气里却很快就生锈。绝大多数钢铁生锈是否是化学腐蚀？为什么？

[分析]在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层水膜。水电离出少量的H+和OH-，又由于空气中CO2的溶解，使水中的H+增多，在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它与钢铁中的铁和碳构成了微小的原电池。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，金属作为负极容易被腐蚀。

[板书]2、电化学腐蚀

[讲解]由于金属和液态介质(常为水溶液)构成微小的原电池而发生金属腐蚀的过程.电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式.例如:钢铁在潮湿的空气中生锈就是电化学腐蚀造成的.

[板书] 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。

[共同分析]形成原电池的原因。

[板书]

[投影]钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀：

[讲解] 吸氧腐蚀与析氢腐蚀：发生条件、正负极反应、总反应。

[板书] 分类

条件

负极反应

正极反应

总反应

析氢腐蚀

水膜酸性较强（弱酸）

Fe –2e === Fe2+

2H+ + 2e === H2

Fe + 2H+ == Fe2+ + H2

吸氧腐蚀

水膜酸性较弱或呈中性

2Fe –4e === 2 Fe2+

2H2O + O2 + 4e－

== 4OH-

2Fe + 2H2O + O2

== 2Fe(OH)2

4Fe(OH)2

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

Fe2O3.xH2O 次要

主要

[归纳与交流]化学腐蚀与电化腐蚀的对比。

[板书]3、化学腐蚀与电化腐蚀的对比

（1）本质：金属原子失电子而被氧化

M – ne == Mn+

(2)

（3） 相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。

[课堂练习] 1．下列腐蚀属于电化学腐蚀的是（

）

A.钢铁与氯气反应

B.钢铁与河水接触生锈

C.家里用的铁锅越用越薄

D.铜受热生成黑色的氧化铜

2. 以下现象与电化腐蚀无关的是（

）

A．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿

B．生铁比软铁蕊（几乎是纯铁）容易生锈

C．铁质器件附着铜质配件，在接触处易生铁锈

D．银质奖牌久置后表面变暗

[过渡]金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化，会使机器设备、仪器、仪表的精密度和灵敏度降低，影响使用以至报废，甚至发生严重事故。每年由于钢铁生锈会使我国损失大约100～150亿元。在英国，每90秒钟就有1吨钢被锈蚀掉。因此防止金属腐蚀有很重要的意义。

[板书]二、金属的防护

[思考与交流]讨论自行车不同构件的防锈措施：

[思考]影响金属腐蚀的因素有那些？（阅读P51 最后一自然段）

[练习] 1、影响金属腐蚀的因素有＿＿和＿＿两个，就金属本身来说金属越＿＿，金属越易被腐蚀，金属中含杂质越＿＿，金属越易被腐蚀；介质对金属腐蚀影响也很大，如果金属在＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿，金属越易被腐蚀。

[思考]海水中的金属为何容易被腐蚀？（提示：电解质溶液）

[讨论]要想减少或避免电化学腐蚀，我们应该采取什么措施？

①对金属做必要的精炼，以减少其中能导电的不活泼杂质。

②对机器、仪表及时保养，减少金属与腐蚀性气体、电解质溶液、潮湿气体的接触。

③根据用途不同采取不同的方法使金属与造成发生的介质隔离，如涂油脂、喷漆、镀层、表面钝化等。

④选用适宜的金属或非金属制成耐腐蚀的合金，如炼制不锈钢、耐酸钢等。

⑤采用电化学防护方法，如在钢铁的船体上焊接上较活泼的金属锌。

[投影]常见金属防腐蚀方法：

[讲述]（1）在金属表面覆盖保护层，如：涂油漆、包塑料层、镀Zn、镀Sn、镀Cr等,或制成氧化膜。

（2）改变金属的内部组织结构，如：将钢铁制成不锈钢

（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活泼的金属（牺牲阳极的阴极保护）

[投影]两种电化学防护方法

[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。

[板书]（1）在金属表面覆盖保护层

（2）改变金属的内部组织结构

（3）电化学保护法

[思考]

1、自行车如何防生锈？

[讲述] 金属覆盖层：如“烤蓝”（Fe3O4保护层）

不锈钢、铝合金代替钢铁制作一些构件

[思考]2、某些工具的“机械传动部位”，能用油漆来防锈吗？应选用什么呢？

[讲述]不能用油漆来防锈，而是选用油脂

[练习]1．下列方法可用于金属防护的是（

）

①原电池反应

②涂油漆

③电镀

④置于干燥环境

A．①③④

B．①②③

C．②③④

D．全部

2．有关金属腐蚀的论述，正确的是（

）

A．金属的腐蚀一定伴有电流产生

B．Fe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀

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．发生电化腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属总是失电子

3、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是

[板书设计]第二节

金属的腐蚀与防护

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。

1、

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。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。

2、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。

分类

条件

负极反应

正极反应

总反应

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

水膜酸性较强（弱酸）

水膜酸性较弱或呈中性

Fe –2e === Fe2+

2H+ + 2e === H2

Fe + 2H+ == Fe2+ + H2

2Fe –4e === 2 Fe2+

2H2O + O2 + 4e－

== 4OH－

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

4Fe(OH)2

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

Fe2O3.xH2O 次要

主要

3、化学腐蚀与电化腐蚀的对比

（1）本质：金属原子失电子而被氧化

M – ne == Mn+

（3）

（3） 相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。

二、金属的防护

（1）在金属表面覆盖保护层

（2）改变金属的内部组织结构

（3）电化学保护法

教学反思：