第三单元 金属的腐蚀与防护教学创新设计

第四节

金属的电化学腐蚀与防护

教学目标

知识与技能：认识金属腐蚀的危害并能解释金属发生电化学腐蚀的原因，知道防止金属腐蚀的方法

过程与方法：通过探究活动培养学生观察实验的能力，并能从实验现象结合已学知识解决实际问题的能力

情感态度与价值观：通过本节的学习了解化学对生活的影响

重点 金属的电化学腐蚀的原因

难点 金属的电化学腐蚀的原因

教学过程 【引入】金属的腐蚀在日常生活中非常普遍，如铁器的生锈，铜器长出铜绿等，全球每一分钟就有一吨钢腐蚀成铁锈。而我国出土的越王勾践剑距今千年，如今出土后却没有生锈，它千年不锈的原因是什么？

【板书】第四节

金属的电化学腐蚀与防护

【阅读】请同学们阅读课本84页第3-6自然段，找出什么是金属的腐蚀？金属的腐蚀有那几种？完成学案知识点一。

【阅读并回答】金属或合金与周围接触的气体或液体进行氧化还原反应而损耗的现象。一般分为化学腐蚀与电化学腐蚀。

【板书】一、金属的腐蚀

1.概念

【讲解】既然金属被腐蚀是因为发生了氧化还原反应，在这个过程中，金属的作用是什么？

【回答】金属作还原剂

【板书】实质：金属 M−ne-→Mn+（氧化反应）

【讲解】失电子是金属腐蚀的内因，越活泼的金属越容易失去电子，越容易被腐蚀。当然，金属的腐蚀还与一些外因有关，比如金属所处的环境。

【板书】2.分类

【讲解】金属的腐蚀根据金属所接触的介质不同分为化学腐蚀和电化学腐蚀。电化学腐蚀在日常生活中更普遍，危害更大。

【想一想】钢铁腐蚀的原因是什么呢？

【回答】在潮湿的空气中，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜，水膜中溶解有CO2，SO2等气体使水膜中含有一定量的H+，钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的Fe和C形成了无数微小的原电池。

【科学探究】钢铁腐蚀的条件 课本实验4-3 【小结】学生完成表格1和2

条件

析氢腐蚀

水膜呈酸性

吸氧腐蚀

水膜呈弱酸性或中性

负极：Fe

正极：C

总反应：

2Fe−4e=2Fe2+ O2+2H2O+4e=4OH-

2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O

电极反应

Fe−2e=Fe2+ 2H++2e=H2↑

Fe+2H+=Fe2++H2↑

联系

通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。

【实验结论】钢铁的腐蚀是发生了电化学腐蚀，与其所处的介质有关，若水膜呈弱酸性，则发生析氢腐蚀，若水膜呈中性或酸性很弱，则发生吸氧腐蚀。

【小结】化学腐蚀和电化学腐蚀的区别

反应本质

反应条件 反应现象 相互关系

化学腐蚀

金属失电子被氧化 金属与氧化剂直接接触 电化学腐蚀

金属失电子被氧化

不纯金属或合金与电解质溶液接触

无电流产生，常伴随热效应 有微弱电流产生 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍

【过渡】既然金属腐蚀的现象在日常生活中如此普遍，其中电化学腐蚀是造成金属腐蚀的主要原因，为了尽量减少金属腐蚀所带来的损失，我们必须研究金属的防护。

【板书】二、金属的防护

【讲解】金属发生电化学腐蚀时是负极金属被腐蚀，正极金属则受到保护，所以根据这一现象，从原电池角度考虑如何保护金属。

【学生思考回答】1、牺牲阳极的阴极保护法 正极

被保护的金属

负极

比正极更活泼的金属

【提问】利用原电池可以保护金属，电解原理可以加以利用保护金属吗？

【学生思考回答】2、外加电流的阴极保护法

阳极

惰性电极 阴极

被保护的金属

【讨论】日常生活中还有那些方法被人们利用用来保护金属？

【学生思考回答】制成不锈钢，涂上油漆

【总结】今天我们只要探讨了金属的腐蚀及腐蚀的原理，从而找出了一些防腐蚀的方法，但科学的路上没有止境，更为理想适用的防腐方法还有待于进一步的研究。