第二节　金属的腐蚀和防护名师教学实录

人教版选修1化学与生活

第三章探索生活材料

第二节 金属的腐蚀和防护 教材分析：本节课选自人教版选修1化学与生活第三章第二节，金属腐蚀和防护问题与现代科学技术发展和人民生活息息相关，几乎所有金属材料都是在一定环境中使用。是本章教材的重点。高一必修2中已经对原电池的知识有所介绍，而且电化学的知识在选修4化学反应原理中进一步学习，因此本节的重点是金属腐蚀的原理和防护的方法。

学情分析：学生对金属腐蚀的现象和防护比不十分陌生，而且通过对高一必修2的学习，对于电化学反应及氧化还原反应有所了解，但是当时要求较低，学生理解并不深刻，金属腐蚀原理缺乏全面、深刻的认识。

教学目标：

知识与技能：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。

过程与方法：通过分析金属腐蚀的成因，分析金属腐蚀的分类、特点及防护方法。

情感态度与价值观：通过学习金属的腐蚀，让学生了解资源的损耗过程，培养学生节约资源、爱护环境的意识。

教学重点：电化腐蚀的原因．

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：学案导学、科学探究、师生共议、归纳总结。

教学过程：

【导课】展示各种金属腐蚀的图片，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

【讲述】从原子结构的特征分析金属易被腐蚀的原因。

【阅读】回答什么是金属腐蚀？

【板书】1、金属的腐蚀定义：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。

【讲解】金属腐蚀的本质：金属失去电子被氧化。

【板书】2、金属的腐蚀本质：M - ne- = Mn+ 【阅读】根据接触的介质和化学原理不同，金属的腐蚀一般分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

【板书】3、金属的腐蚀分类：化学腐蚀和电化学腐蚀

【阅读】回答什么是化学腐蚀？

【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。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。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。

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【讲述】温度对化学腐蚀的影响

【总结】化学腐蚀的影响因素

①.金属的活泼性

②.环境的温度

③.氧化剂浓度等

【过渡】在潮湿的空气中，纯铁腐蚀得快，还是生铁腐蚀得快？为什么？

【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。

【学生回忆】构成原电池的四个条件。、

【科学探究】不同条件下铁钉的腐蚀

现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、干燥剂CaCl2、NaCl溶液、CH3COOH溶液和煮沸后迅速冷却的蒸馏水，你也可以选用其他物品，设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率快。(该实验需要在一周前开始做) 实验方案

记录

结论

有气体产生，反应速率快

铁钉渐渐生锈

在相当长的时间内铁钉由于无O2，较长时间内铁未被腐蚀

钉未被腐蚀

无现象

无现象

无现象

由于无H2O，铁钉不能被腐蚀

没有O2、H2O铁钉不能被腐蚀

由于无O2，铁钉不能被腐蚀

铁钉被腐蚀

铁钉被腐蚀的最快

实验结论：铁钉遇到强酸或有O2、H2O存在的情况下，均可被腐蚀。遇到电解质时，一般腐蚀速率更快。

【迁移应用】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？

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【学生回答】新疆吐鲁番，因为该地区相对干燥，水分稀少，而海南地区潮湿多雨，温度高，易发生电化学腐蚀。

【追问】钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢? 在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水能电离出少量的H＋和OH－，同时由于空气中CO2的溶解，使水里的H＋增多：H2O＋CO2H2CO3H+

+ HCO3-。这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。

【投影】展示钢铁的析氢腐蚀示意图

【学生】写出钢铁析氢腐蚀的相关反应方程式

【投影】展示钢铁的吸氧腐蚀示意图

【学生】写出钢铁吸氧腐蚀的相关反应方程式

【投影】化学腐蚀和电化学腐蚀的比较

条件

现象

本质

相互关系

化学腐蚀

金属跟氧化剂直接接触

无电流产生

金属被氧化的过程

电化学腐蚀

不纯金属或合金跟电解质溶液接触

有微弱电流

较活泼的金属被氧化的过程

化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍的多。

【投影】钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较：

分类

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

条件

水膜呈酸性（pH＜4.3）

水膜呈中性或弱酸性

Fe –2e－ === Fe2+

2Fe –4e－ === 2 Fe2+

2H+ + 2e－ === H2

2H2O + O2 + 4e－ == 4OH-

Fe + 2H+ == Fe2+ + H2

2Fe + 2H2O + O2

== 2Fe(OH)2

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

Fe2O3.xH2O

联系

吸氧腐蚀更普遍

【板书】电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。

【设疑】烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含 NaCl），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分为Fe

2

O

3•nH2O）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么? 【学生回答】属于电化学腐蚀。

因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因为Fe-C-NaCl形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。

【过渡】既然金属的腐蚀带来这么多的危害，那么我们采取哪些措施防止这样的现象发生呢？

【板书】二、金属的防护

1、影响金属腐蚀的因素

负极反应

正极反应

总反应

其他反应

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【阅读】回答影响金属腐蚀的因素

（1）、金属的本性：

金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。

（2）、介质：金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。

【投影展示】由自行车如何防生锈引发学生思考

【思考交流】根据生活常识以及生活常见物品的图片总结金属防护常用的方法，并解释这些方法为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。

【板书】2、金属防护的方法

【学生总结】金属防护的方法

（1）、改变金属的内部组织结构，如制成不锈钢等合金。

（2）、在金属表面覆盖保护层,如刷油漆、涂机油、加塑料层、电镀等

（3）、电化学防护

①牺牲阳极的阴极保护法

原理：应用原电池原理，让被保护的金属做正极，找另一种活泼性较强的金属做负极。

②外加电流的阴极保护法

原理：应用电解池原理，将被保护的钢铁设备做阴极，用惰性电极做辅助阳极，在外加直流电的作用下，电子被迫流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零。

【投影】本节课小结

【学生练习】

【布置作业】

教学反思：“在金属的腐蚀和防护”一课的教学中，我从问题入手，日常生活用的铁质用具，生产工具，机器部件，大到轮船的外壳等，如果保养不好，都会腐蚀，也会影响我们的生产生活，导致经济损失，因此掌握金属腐蚀的原理，掌握防护的方法具有十分重要的意义，能恰到好处地激发学生学习的积极性。激活了学生的思维，明确了课前的学习重点。

对于教材的内容，贴近生活，联系社会实际，增加动手实践能力是学生的是学生的强烈希望和要求，也是学生适应现在生活和未来发展、提高科学素养和人文素养的需要，因此，教学时要充分发挥化学课程对培养学生人文精神的积极作用，注意从学生熟悉的身边现象入手，寻找新的视角和切入点，引导他们感受身边的化学物质和化学变化，增强学习的兴趣，发现问题、展开探究以获得新的知识和经验，加深对化学知识在生活实际中应用的认识，关注人类面临的与化学相关的社会问题。

本节课最大的特点就是利用了学案导学和多媒体提高了课堂效率，使原本两课时的内容于一课时顺利完成。使用预习学案把本节课的主要知识框架，实验步骤，重点和难点设计为预习学案，使学生对本节内容有所了解，带着问题去听课，学生课上听讲更有针对性，提高课堂效率。同时，预习可以培养学生的阅读和自学能力。使用多媒体展示大量图片、图表，增强了教学直观性，提高了课堂容量和效率。利用知识树总结使本节课的重点一目了然。

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