第二节　金属的腐蚀和防护公开课参赛课教案

第二节

金属腐蚀和防护

【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及析氢腐蚀吸氧腐蚀的过程，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】金属的电化学腐蚀

【教学难点】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】金属腐蚀的现象非常普遍，我们先看几幅图片，来认识一下金属腐蚀现象，受到腐蚀的钢铁桥梁，各种机器的轴承齿轮，你家窗外为你遮雨的雨搭，小区内的电表盒。如果你细心会看到周围有那么多锈迹斑斑的金属，失去了他的功用，成为废铜烂铁。学习了这一课我们会更了解腐蚀的原因，掌握防护的方法，不会造出坍塌的桥梁酿成人间的悲剧。

【板书】

第四节

金属的腐蚀

【板书】一、金属腐蚀：

【讲述】以上两个案例都是金属腐蚀造成的，我们以前接触过金属腐蚀的，曾经探讨过铁钉在什么条件下最容易受到腐蚀，我们来设计实验来研究一下钢铁腐蚀的条件，提示大家我们可以利用对比、比较的方法设计实验，我这里提供的实验用品有：铁钉、煮沸过的水（除O2）、干燥剂（CaCl2）、植物油、试管、橡胶塞，还有食盐溶液和醋酸溶液。我们可以设计出至少五种实验方案来探究铁钉在什么条件下会锈蚀，什么条件下锈蚀的速度会加快。

注意在设计实验的时候将方案用到的物品填在学案相对应位置。

【实验设计】（学生自主设计）（由学生讲述设计的实验）

【现象】

单独与水或空气接触的铁钉不易腐蚀，但是与水和空气同时接触的铁

钉，出现明显的锈蚀。与食盐溶液接触的铁钉和与醋酸接触的铁钉锈蚀的更加明显。

【板书】三、铁钉生锈的条件：潮湿的空气；加速锈蚀的原因，有电解质溶液。

【提问】铁作为我们常见的金属，我们看到的这个现象就是腐蚀现象，那么什么是金属腐蚀？它的定义，本质，分类分别是什么呢？

【投影】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。

本质：金属原子失去电子被氧化。

【讨论】我们刚才做的实验中给予铁钉了不同环境，也造成了不同程度的腐蚀，那么你们能感觉到这些腐蚀有什么明显的不同吗？

【讲述】如果我将铁钉在空气中灼烧，就是直接接触空气，例如有的地方的洒铁花，印度帕博尔的毒气泄漏事故中钢铁和氯原子的直接反应导致阀门腐蚀。这样的腐蚀叫做金属的化学腐蚀，铁在干燥的空气中是腐蚀速度很慢的，而我们做的铁钉锈蚀条件中接触水和空气，接触食盐溶液和醋酸溶液的腐蚀很快，为什么呢？这就是第二类腐蚀，金属的电化学腐蚀。展示电化学腐蚀的定义。

【投影】实验探究2，探究初中锌粒和稀硫酸反应，如果加入铜片会有什么现象。

【学生讲述】本来在锌粒上面的气泡，因为接触了铜片，立刻铜片上会有大量的氢气泡冒出，也相当于加快了锌粒的腐蚀。

【动画模拟】探讨回忆原电池的原理，指出铁钉其实是铁碳合金，含2~4%的碳，这样就组成了铁碳原电池，动画模拟讨论铁碳在酸性条件下和中性及弱酸性条件下的反应。

实验探究3：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀。

负极(Fe)：

Fe - 2e- = Fe2+

正极

(C)：

2H＋2e-＝H2↑（析氢腐蚀）

＋2H2O + O2 + 4e- = 4OH-（吸氧腐蚀）

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

。

【讲述】吸氢我们可以通过试验来验证一下铁钉是否发生吸氧腐蚀，我们来看这

个试验装置：ｐ８５

【试验现象和结论】水柱上升，说明发生了吸氧腐蚀。

【讲述】另外，我们还注意到，电化学腐蚀现象在生活中更为普遍而且腐蚀速率更快，所以金属的腐蚀以电化学腐蚀为主。

【讲述】注：金属的腐蚀以电化学腐蚀同时发生，但以电化学腐蚀为主

【问题】中国南方地区钢铁腐蚀会更严重一些，在北极和沙漠地区腐蚀都不是很严重，根据腐蚀的条件，我们可以发现吸氧腐蚀会更普遍一些，但是在空气污染日益严重的今天，空气中的汽车尾气造成各地酸雨频现，就形成了析氢腐蚀，加快了腐蚀的进程。

在铁钉的锈蚀条件中我们刚好看到这样的现象，在酸性条件下铁钉腐蚀的最厉害，在中性强电解质溶液中比在水这种弱碱性溶液中腐蚀的严重一些。

【讲述】我们认识到金属的腐蚀的危害，那么你能找出下面这些图片中金属是如何进行防腐处理的吗？

【板书】金属的防护

【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。同时又了解了基本的几种金属防护的方法，相信我们自己在以后的生活中会更加注意为金属穿上一件战衣，别让他们赤裸的和肮脏的空气，酸性的雨水战斗，那样延长了无数钢铁战士的生命。

【随堂练习】

1、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，则溶液呈中性或弱酸性，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-＝Fe2+正极：2H++2e-＝H2↑

2、2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的国宝在240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是(

) A、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；

B、环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；

C、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；

D、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；

【板书设计】第二节

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、金属腐蚀的危害

三、金属腐蚀的条件：

１、潮湿的空气

２、接触腐蚀性物质

３、温度

四、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。

五、电化学腐蚀速率的影响因素：

1、在较强电解质溶液中腐蚀速率更快

2、金属性质越活泼，腐蚀速率越快