第二节　金属的腐蚀和防护第二课时教学实录

教

案

课题

第二节 金属的腐蚀与防护

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。

教学

过程与与方法：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，

目标

辩证的认识外因条件对化学变化的影响；

情感、态度与价值观：参与试验探究观察铁生锈的过程，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；

教学教学重点：电化腐蚀的原因．

重、

教学难点：析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式

难点

[投影]常见的金属腐蚀现象：

[导课]1．造成巨大的经济损失和金属材料的消耗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。

根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。而我国截至2005年每年因钢铁锈蚀经济损失达3000亿人民币。

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。

教学

2．造成重大事故和严重的环境污染

过程

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。

3．阻碍新技术、尖端科学技术的发展

国防工业高新武器研制、原子能工业、航天技术、火箭制造、化工生产等领域都不断地提出腐蚀与防护的新课题，期待人们找出解决问题的新途径

[板书] 第二节

金属的腐蚀与防护

一、金属腐蚀

[阅读]回答什么是金属腐蚀？

[板书]金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。

[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。

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。

[来源:Z|xx|k.Com]

[讲述]温度对化学腐蚀的影响：

[科学探究]不同条件下铁钉的锈蚀

[总结]铁钉生锈的条件：铁钉含杂质、与电解质溶液接触。

[思考]绝大多数钢铁生锈是否是化学腐蚀？为什么？

[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

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

条件

水膜酸性较强（弱酸）

水膜酸性较弱或呈中性

负极反应

正极反应

总反应

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 主要

来源:Z&xx&k.Com] 次要

[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) [来源学_科_网Z_X_X_K]

（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。

[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：

[复习]电化学腐蚀的实质，写出两极反应方程式（析氢和吸氧）。

[思考]影响金属腐蚀的因素有那些？（阅读P56 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：

[板书]1、物理方法

[讲述]以上投影中方法都是物理方法。刚才同学们回答时已提到电化学防护方法。

[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。

[探究活动1] 决策——采用哪种防锈方法

1镀铝后涂漆

2镀锌后涂漆

3镀镉后涂漆

4镀铬

5镀锡

6喷砂清理后涂漆

7一般清理后涂漆

8在锈上涂漆

上图对不同防锈方法的效果进行了比较，同时也粗略给出了这些方法的成本。

[问题]

采用哪种方法来保护铁不生锈，仔细考虑成本与效果。

（1）房子上的铸铁檐槽（2）海边码头上的钢轨（3）铁的徽章（4）放电熨斗的支架（5）钢刀片（6）铁钥匙（7）儿童游戏场中秋千的钢架

1至7中，要求针对所给出的不同情况，去决定应分别采用哪种防锈方法。这项工作最好在小组中进行。有一些做决定时应考虑的因素：

1.物品需要保存多长时间?很明显，如果物品只需保存很短的时间，就没有必要去考虑给它一个长久的保护。

2.物品将用在哪里?如果物品主要用于室外，它就需要较好地进行保护。

3. 物品是干什么用的?物品用途不同，保护方法也不同。例如，物品要接受高温，就不能用油漆进行保护。

4.物品外观重要吗?某些保护方法也是为了装饰外观用的。例如，镀铬。

[探究活动2]决策——怎样保护通向学校的小桥

假设你为地方政府的架桥部门工作，你要在一条河上修一座供人行走的小桥，有了这座桥，孩子们就可以从住宅区通过小河到学校上学了。这座桥要用铁建造，你要决定采用什么样的保护方法来防止它生锈．这座桥需要保存16年，因为16年后学校就要搬到另一个新的地方。

有四种防锈措施供选择：

选择1

不防锈，不采取防锈措施的桥，10年后必须进行更换，否则会由于锈蚀而发生危险。

选择2

在对桥进行一般性清理后，涂上油漆．这种保护措施需要每3年重新进行一次。

选择3

用喷砂清理法对桥清理后，涂上油漆。这种保护措施需要每6年重新进行一次。

选择4

将桥喷砂清理后，镀上锌再涂上漆。这种保护措施能使桥保存18年。

下面给出了以上四种选择的成本。

表：

四种选择的成本

[问题] （1）计算每个选择从桥建造开始，16年所花的费用（包括建造费和维修保护费）（

2）采用哪个选择？

[讨论] 1．只有钢铁才能生锈，很多其他的金属，如铝和铜，几乎完全不发生锈蚀．可是为什么我们用钢铁比用其他金属多呢? 2．假如有人发明了一种又便宜、又简单的方法，使锈永远不可能发生．显然这一

发

明会带来很大的益处，你认为它也可能带来坏处吗? 3．汽车排气系统受锈的影响很严重。一辆车，由普通钢制造的排气系统价值960元，由于生锈的原因，它使用大约2年就需要更换。对同一辆车，如果买一个由不锈钢制造的排气系统，受锈的影响就会减少，并且可以使用6年，不锈钢排气系统价值1900元。

从长远考虑，是普通钢排气系统便宜，还是不锈钢排气系统便宜?解释你的回答。

4．在英国才有不到10％的汽车拥有者购买不锈钢排气系统。请你评论一下这个事实。

[小结]略

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

板书

设计

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 主要

次要

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+

教学

果分析获得可行的方案。

反思

1.本课题是一项实践性很强的探究活动，要求学生单独或以小组形式进行实地考察，结合成本核算和效

2.如果没有适当的自行车棚，可选择类似的需要做防锈处理的农具棚、候车棚、露天铁架或者家用铁器等替代，并写出有关的研究报告。