第三单元 金属的腐蚀与防护教学目标

第四节

金属的电化学腐蚀与防护

教学目标：

1.知识与能力：了解金属腐蚀的种类，能解释电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，知道金属腐蚀的防护方法

2.过程与方法：通过探究活动培养学生动手操作和运用所学知识解决实际问题的能力

3.情感态度与价值观：通过学习金属的电化学腐蚀与防护了解化学对生产生活的影响

教学重点：金属的电化学腐蚀与防护

教学难点：金属的电化学腐蚀

教学过程：

[引入]日常生活中金属腐蚀的图片，思考金属腐蚀的原因

板书

第四节

金属的电化学腐蚀与防护

阅读：你有何感想？

金属腐蚀

我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨）

，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%~4%；约合人民币：3000亿元（

2005年我国国内生产总值将达15万亿元）

。

根据调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为发达国家国民生产总值的2%~ 4%左右。另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这

里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。

金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。

思考：面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？

板书：一.金属的腐蚀

阅读课本P84-85回答以下问题：

1.什么是金属腐蚀？其本质是什么？

2.金属的腐蚀可分为那些？有何不同？

板书：1.概念：金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。

2.本质：M－ne－→Mn+ （学生阅读后回答金属腐蚀的类型及不同点）

板书：

3.金属腐蚀的类型

（1）化学腐蚀（次要）：金属跟接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）或非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。

（2）电化学腐蚀（主要）：不纯的金属跟电解质溶液接触时，发生原电池反应而引起的腐蚀。

讲解：化学腐蚀与电化学腐蚀的区别，并请学生讨论填写下表

条件

现象

本质

影响

因素

联系

化学腐蚀

金属跟干燥气体或非电解质液体直接接触

无电流产生

金属被氧化

电化学腐蚀

不纯金属或合金

跟电解质溶液接触

有微弱电流产生

较活泼金属被氧化

与接触物质的氧化性及温度有关

与电解质溶液的酸碱性

及金属活性有关

两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍

想一想：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? 讲解：在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等气体，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。

图片展示：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀

引导：根据以前所学内容，指导学生书写腐蚀的正负极反应

指定学生板书：

析氢腐蚀：负极（Fe）：

Fe —2e—

= Fe2+

正极（C）：

2H++2e—

= H2↑

吸氧腐蚀：负极（Fe）：

Fe —2e—

= Fe2+

正极（C）：2H2O+O2+4e—

= 4OH—

请学生讨论并填写下表：

条件

负极Fe(-)

正极C(+)

总反应

析氢腐蚀

水膜呈强酸性

Fe-2e-=Fe2+

2H++2e—

= H2↑

2H++Fe=Fe2++H2

吸氧腐蚀

水膜呈中性或弱酸性

2Fe-4e-=2Fe2+

2H2O+O2+4e—

= 4OH—

联系

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

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

金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，

电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH≥5.6时) 若pH<5.6时则为析氢腐蚀。

过度：金属的腐蚀在日常生活中普遍存在，其中电化学腐蚀是造成金属腐蚀的主要原因，为了减少金属腐蚀带来的损失，所以我们必须进行金属的防护

板书：二

金属的防护

学生阅读课本内容后总结回答

1.

牺牲阳极的阴极保护法（原电池原理）：形成原电池时，让被保护金属作正极(阴极)，不反应受到保护；而活泼金属作负极(阳极)，

反应受到腐蚀。

2.

外加电流的阴极保护法（电解池原理）：将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极，用惰性电极做辅助阳极，在外加直流电作用下，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。

想一想：请学生讨论列举一些日常生活中金属防护的方法

制成不锈钢，在金属表面镀一层比要保护的金属耐腐蚀的金属。采用喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等其他方法使金属与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀

讨论与交流：下列各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序52134

。

老师总结金属腐蚀快慢的判断：

(1)与构成微电池两极的材料有关。两极材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速度越快

。

(2) 一般说来：电解原理引起的腐蚀

>

原电池原理引起的腐蚀

>

化学腐蚀

>

有防腐措施的腐蚀。

（3）同一种金属的腐蚀：在强电解质中

>

弱电解质中

>

非电解质中

注意：在钢铁的腐蚀过程中，其电化学腐蚀更严重，在电化学腐蚀中，吸氧腐蚀更普遍。

课堂小结：

一.金属的腐蚀

1.定义

2.本质

3.分类

二.金属的防护

1.电化学保护法

2.改善金属的内部组织结构(内因)

3.在金属表面覆盖保护层

课后练习：

1．解释现象：

马口铁(镀Sn铁皮)做的罐头，打开后为什么极易生锈?

2. 下列不能用于金属防腐处理的是（

）

A. 涂油

B. 改变金属内部结构

C. 镀上一层耐腐蚀的金属

D. 在海轮的船体上镶铜块

3.下列情况下，埋在地下的输油铸铁管道被腐蚀最慢的是（A.潮湿疏松透气的土壤中

B.含铁元素较多的酸性土壤中

C.干燥致密不透气的土壤中

）

D.含碳量较高，潮湿透气的中性土壤中

4.钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是(

)

①

Fe由单质转化为+2价；

②

Fe由+2价转化为+3价；

③

产生氢气；④产生氧气；

⑤

杂质C被氧化除去；

⑥

Fe（OH）3失水变成Fe2O3·3H2O. A. ①

②

③

⑥

B. ①

③

④

C. 只有①

③

D. 全部

5.为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方法是(

A、与直流电源负极相连接

B、与直流电源的正极相连接

C、与铜板相连接

D、与锌板相连接

)