第三单元 金属的腐蚀与防护优质课教案

金属的腐蚀与防护

教学目标

1、了解化学腐蚀及电化学腐蚀的含义，理解电化学腐蚀发生的条件。

2、通过实验探究铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀的区别，并认识不同腐蚀发生的条件。

教学重点难点

钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀

复习回顾

1．从金属原子结构示意图看，金属在化学反应中表现什么性质？

2．两种金属形成原电池后，各有什么变化？

3．金属(除金、铂外)作电解池阴极、阳极两极金属各有什么变化？

新课讲授

新知探究1

金属的腐蚀及分类

学生阅读教材完成学案

定义

金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象

本质

金属原子失去电子而被氧化的过程

化学

金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。

腐蚀

类型

电化学

不纯的金属或合金发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化而引起的腐蚀

腐蚀

探究2

钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

条件

水膜酸性较强

水膜弱酸性或中性

不＋－－－正极反应

2H＋2e===H2↑

O2＋4e＋2H2O===4OH

同＋＋电池反应

Fe＋2H===Fe2＋H2↑

2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2

点

普遍性

吸氧腐蚀更普遍

－＋负极反应

Fe－2e===Fe2

相同正极材料

碳

点

最终产物

铁锈主要成分为Fe2O3·nH2O 钢铁腐蚀中发生的反应还有：

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，

2Fe(OH)3===Fe2O3·nH2O＋(3－n)·H2O 活学活用

1．在小珂同学的笔记中有如下记录，请帮他分析，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)金属的腐蚀全都是氧化反应。(

) (2)金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。(

) (3)因为CO2普遍存在，所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主。(

) (4)不论吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，都是金属被腐蚀。(

) (5)银质奖牌久置变暗是银发生电化学腐蚀。(

) －＋(6)钢铁发生析氢腐蚀时负极反应为Fe－2e===Fe2，发生吸氧腐蚀时负极反应为Fe－－＋3e===Fe3。(

) 2．炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含有NaCl)，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。

试回答：

(1)铁锅的锈蚀应属于________，腐蚀的原因是________________。

(2)铁锅锈蚀的电极反应式为：负极________________；正极________________。正负极反应产物会继续发生反应，反应的离子方程式和化学方程式为_______________。

探究

防止金属腐蚀的方法

(1)金属防护的基本思路

①防止金属与氧化性介质直接接触；

②防止金属表面形成电解质溶液层(或水膜)；

③改变金属内部结构。

(2)金属防护的常用方法

①加保护层防止形成原电池。

②电化学防护：

金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池的负极的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能让被保护的金属成为正极(阴极)，则该金属就不被腐蚀。

a．牺牲阳极的阴极保护法。

b．外加电流的阴极保护法

c．改变金属内部的组成结构，将金属制成合金，增强抗腐蚀能力。

重要结论

影响金属腐蚀的因素

影响金属腐蚀的因素包括金属的本性、纯度和介质三个方面：

(1)就金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。

(2)介质对金属腐蚀的影响也很大，如果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。

(3)同一金属越纯，越难腐蚀。如纯铁即使在盐酸溶液中反应也会很慢，而含杂质的生铁在潮湿的空气中也会很快生锈而被腐蚀。

活学活用

3．下列举措不能防止或减缓钢铁腐蚀的是(

) A．在钢铁制品表面镀一层金属锌

B．将钢铁制品放置在潮湿处

C．在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构

D．将钢铁制品与电源负极相连

典例分析

[例1]

如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是(

) A．生铁块中的碳是原电池的正极

B．红墨水柱两边的液面变为左低右高

－＋C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e===Fe2

D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀

跟踪训练

1．下列关于金属腐蚀的说法正确的是(

) A．金属在潮湿的空气中腐蚀的实质：

M＋nH2O===M(OH)n＋n/2 H2↑

－＋B．金属的化学腐蚀的实质：M－ne===Mn，电子直接转移给还原剂

C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行

D．在潮湿的中性环境中金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀

[例2]

铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应方程式为4Fe＋3O2＋xH2O===2Fe2O3·xH2O。如图为一放在水槽中的铁架，水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是(

) A．①

B．②

C．③

D．④

规律总结

(1)金属腐蚀的快慢与诸多因素都有关系，判断时要依据所给条件，找出最易使金属被氧化的环境(如电解质溶液、O2等)。

(2)金属的防护除利用电化学原理外，还有涂油漆、喷镀等物理方法。

跟踪训练

2．如下图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为(

)

A．②①③④⑤⑥

B．⑤④②①③⑥

C．⑤④③①②⑥

D．⑤③②④①⑥

当堂检测

1．下列描述不正确的是(

) ．

A．纯锌与稀硫酸反应比粗锌的反应速率快

B．用稀硫酸与锌制取氢气时，加入少量硫酸铜溶液，可加快反应的速率

C．纯铁比生铁更难发生电化学腐蚀

D．钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀

2．在钢铁腐蚀过程中，下列六种变化可能发生的是(

) ①O2被还原

②产生H2

③Fe(OH)3失水形成Fe2O3·xH2O

④杂质碳被氧化

⑤镀层破损后，镀锌铁板比镀锡铁板更耐腐蚀

A．只①②

B．只②③④

C．①②③⑤

D．①②③④⑤

3．关于牺牲阳极的阴极保护法的叙述正确的是(

) A．正极就是阳极

B．负极就是阴极

C．阳极上发生氧化反应

D．正极上发生氧化反应

4．缠有金属丝的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，如图所示，可以看到在贴近金属丝一边的溶液中出现粉红色。则该金属丝可能是(

) A．镁

B．铝

C．锌

D．铜