高中化学：4.4金属的电化学腐蚀与防护学案(新人教版选修4)
高中化学 第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护教案 新人教版必修4-新人教版高中必修4化学教案
金属的电化学腐蚀与防护1.了解金属腐蚀及其危害。
2．能理解金属电化学腐蚀的原因，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。
3．了解金属防护方法，特别是金属的电化学防护。
1．金属的电化学腐蚀(1)金属腐蚀：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)化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体(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。
(3)金属的电化学腐蚀①定义：不纯的金属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。
如钢铁在潮湿的空气中生锈。
②类型a．析氢腐蚀(酸性较强的溶液)负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑，总方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
b．吸氧腐蚀(碱性、中性或弱酸性溶液)负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，总方程式：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2。
Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
铁锈的主要成分是 Fe2O3·x H2O，不能(填“能”或“不能”)阻止钢铁继续被腐蚀。
2．金属的电化学防护(1)牺牲阳极阴极保护法在被保护的钢铁设备上装上比铁活泼的镁合金或锌块，它们作为原电池的负极(或阳极)钢铁设备作为正极(或阴极)被保护下来。
(2)外加电流的阴极保护法将被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作辅助阳极，在外加直流电源的作用下使阴极得到保护。
[新知探究]钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀的比较分类析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件水膜酸性较强水膜酸性极弱或呈中性电极反应负极Fe－2e－===Fe2＋2Fe－4e－===2Fe2＋正极2H＋＋2e－===H2↑2H2O＋O2＋4e－===4OH－总反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3腐蚀速度一般较快一般较慢相互关系析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生，金属的腐蚀以吸氧腐蚀为主，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍[名师点拨]金属腐蚀快慢的判断方法(1)在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
高中化学人教版选修4学案4-4金属的电化学腐蚀与防护
第四节金属的电化学腐蚀与防护1．金属腐蚀(1)概念：金属或合金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)实质：金属原子失去电子变成阳离子的过程。
即金属发生了氧化反应。
(3)类型：根据与金属接触的介质不同，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
2．化学腐蚀金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
腐蚀的速率随温度升高而加快。
3．电化学腐蚀(1)概念：不纯的金属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。
(2)实例：在潮湿的空气里，钢铁的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恰好构成了原电池。
其中，铁是负极，碳是正极。
(3)析氢腐蚀和吸氧腐蚀4.钢铁生锈原理的实验探究(1)实验目的：探究饱和食盐水浸泡过的铁钉发生吸氧腐蚀。
(2)实验步骤：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入如图所示的具支试管中。
几分钟后，观察导管中水柱的变化。
(3)实验现象：导管中水柱上升，铁钉表面有铁锈生成。
(4)实验分析：装置中Fe、C、饱和食盐水一起构成了原电池，Fe 作负极，碳作正极，饱和食盐水作电解质溶液，由于NaCl溶液呈中性，因此钢铁发生吸氧腐蚀。
二、金属的电化学防护1．金属的防护2．金属的电化学防护探究点一金属的腐蚀和防护1．化学腐蚀和电化学腐蚀的联系和区别特别提醒：判断金属的腐蚀类型要从本质入手，化学腐蚀和电化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反应。
电化学腐蚀中，只有在金属活动性顺序表中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀，吸氧腐蚀比析氢腐蚀更为普遍。
2．析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较①由于在通常情况下，金属表面不会遇到酸性较强的溶液，所以吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，而且析氢腐蚀最终也会被吸氧腐蚀所代替。
②电化学腐蚀中吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍，在金属活动顺序表中位于氢前面和氢之后的金属都能发生吸氧腐蚀，但只有在金属活动顺序表中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。
人教版高中化学选修4 4.4金属的电化学腐蚀和防护教学设计
正极：要保护的金属负极：比要保护金属活泼的金属
【引导】以上是利用原电池原理保护金属，下面请同学们思考，如何利用电解池原理来保护金属？
【学生思考回答，教师板书】2、外加电流的阴极保护法
阴极：被保护的金属阳极：惰性电极两者均存在于电解质溶液中接上外接直流电源。
什么是金属腐蚀？金属的腐蚀有哪几种？
[学生阅读后回答]金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
[板书]一、金属的电化学腐蚀
1、金属的腐蚀
（1）概念：金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程
[提问]生活中你所了解的金属腐蚀有哪些？
[指定学生板书]
负极（Fe）：2Fe—4e—=2Fe2+
正极（C）：O2+2H2O+4e—=4OH—
总反应：2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2
[讲解]Fe(OH)2继续被氧气氧化生成Fe(OH)3，Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈(Fe2O3.xH2O）。这种腐蚀是由于电解质溶液中溶有O2造成的。所以把这种腐蚀叫做吸氧腐蚀。这种腐蚀普遍存在，在电化学腐蚀中为主。如果电解质溶液中有CO2气体或H+时，会有H2放出（析出），所以这种电化学腐蚀也叫做析氢腐蚀。总之，无论是哪种腐蚀，其结果都是水膜中OH—浓度相对增加。
本质
金属被氧化的过程
较活泼金属被氧化的过程
相互联系
化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生
[过渡]金属腐蚀的现象在日常普遍存在，其中电化学腐蚀是造成金属腐蚀的主要原因，为了尽量减少金属腐蚀带来的损失，我们必须研究金属的防护。
【新新学案系列】高中化学《4.4 金属的电化学腐蚀与防护》学案 新人教版选修4【精品教案】
第四章
第四节 金 属 的 电 化 学 腐 蚀 与 防 护
水膜 又 溶 解 了 来 自 大 气 中 的 ) (# & I (# & &#I 等 气 膜! 体! 结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液的 薄 膜! 它 了解金属腐蚀的种类! 能解释金属发生电化学腐蚀的原因" 跟 钢 铁 里 的 铁 和 少 量 的 碳 恰 好 构 成 了 原 电 池 而 发 生 电 !" 化学腐蚀" 认识金属腐蚀的危害 ! 知道防止金属腐蚀的方法 " #" 铁* 负极 电解质溶液 ) 在钢 铁 表 面 形 成 无 数 微 预 习探究 水膜 ( 碳* 正极 小的原电池 金属腐蚀是 与 物 质 发 生 !" 思考 钢铁在 潮 湿 的 空 气 中 发 生 电 化 学 腐 蚀 种 类 有 哪 氧化还原反应而引 起 损 耗 的 现 象 " 金 属 腐 蚀 一 般 可 分 为 些 % 你能写出它们的电极反应式吗 % 和 " 总结 钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀的种类由 电 化学腐蚀是 #" 解质溶液薄膜的酸性强弱决定 ! 分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀 " 直接发生化学反应 而 引 起 的 腐 蚀 " 化 学 腐 蚀 的 速 度 随 着 温 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较如下 度升高而加快 " 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 电化学腐蚀是 与 ! 发 生 ! $" 条件 水膜呈酸性 水膜呈中性或酸性很弱 比较活泼的金属 被氧化的腐蚀 " 从本质上看 ! 化学 腐蚀和电化学腐蚀都是金属原子 而被氧化的过程 ! A 负 极* # 4 W A % W A #' 负极 * 但是电 化 学 腐 蚀 过 程 伴 随 有 电 流 产 生 ! 化学腐蚀过程却 4 W A# W W 4 #' # 4 W A 正 极* # &' ' # W 没有 " A 正极* ( &#( ' % W #' # 在一般情况下 ! 这两种腐蚀往往同时发生 ! 只是 电极反应 &#! A % (& 总反应 * 4 W' # &' 比 要普遍得多 ! 腐蚀速率也快得多 " 总 反 应* # 4 W'# &#(' #' 4 W ' &#! 除了电化学防腐蚀外 ! 金属防腐蚀的方法还有很多种 " %" ( # 4 W (&) ( # # 例如把金属制成耐腐蚀的合金 ! 如不锈钢 ! 就是有效的方法 " 还 联系 通常两种腐蚀同时存在 ! 但后者更普遍 可以采用 等其他方法使金属与空气 & 水等物 思考与交流 以防止金属腐蚀 " 质隔离 ! 铁锈的成分是什么 % 是怎样形成的 % 总结 铁锈的成 分 是 4 W #( $ -$ & #(!钢 铁 发 生 吸 氧 合 作探究 腐蚀 生 成 4 W( (& ) 4 W( (& ) #! # 继 续 与 ( # 反 应* ( ( ( 4 W (&) 4 W (&) 4 W (&) % # ' #& #(' ( # $! $脱 去 % 一 &金属的电化学腐蚀 部分水生成铁锈 " 4 W $&#( #( $ 金属腐蚀 !" 实验探究 将 经 过 酸 洗 除 锈 的 铁 钉! 是指金属跟接触到 的 气 体 或 液 体 发 生 氧 化 还 原 反 应 而 用饱和食盐 水 浸 泡 一 下 ! 放入如图% = % = ! 腐蚀损耗的过程 " 所示 的 具 支 试 管 中 " 几 分 钟 后 ! 导 管 中 食盐水 金属腐蚀的本质 * 金 属 原 子 失 电 子! 发生氧化反应生 #" 的水柱上升了 ! 浸泡过 你知道为什么吗 % A ' 成金属阳离子 ! 通式为 * PA W P " 的铁钉 提示 溶液 呈 中 性 ! 铁钉发生吸氧腐 金属腐蚀的类型 * 化学腐蚀和电化学腐蚀 " $" 蒸馏水 蚀! 消耗了试 管 中 的 氧 气 ! 导致试管内压 ) 化学腐蚀 * 金属跟接触到的物 质 直 接 发 生 化 学 反 应 ( ! 图% = % = ! 强减小 ! 外界大气压把右边试管中的水 而引起的腐蚀 " 压入导管 ! 使导管中的水柱上升 " 如* % + F '( # + F 4 W '# &) : W ) : 4 # #(! # '& #! " 影响因素 * 和所接触到物质的氧化性及温度有关 " 水槽中试管内有 例 如图 % = % = # 所 示! ( ) 电化学腐蚀 * 不纯的金属与电解质溶液接触 ! 会发 生 # 放置数天后观察 * 一枚铁钉 ! 原电池反应 ! 比较活泼的金属失电子被氧化而腐蚀 " 有微 弱 ( ) 铁钉在 逐 渐 生 锈 ! 则铁钉的腐蚀属于 ! 的电流产生 " 腐蚀 " 电化学腐蚀的类型有析氢腐蚀和吸氧腐蚀 " ( ) 若 试 管 内 液 面 上 升! 则原溶液是 # 图% = % = # 思考 为什么钢铁在 干 燥 的 空 气 中 不 易 生 锈 ! 在潮湿的 性! 发生 腐蚀 ! 电极反应 * 负 空气中却易生锈 % 极* 正极 * ! " 总结 钢铁在潮湿的空气中表面会形成一薄层水
新人教版选修4-金属的电化学腐蚀与防护教案
第四節金屬的電化學腐蝕與防護【教學重點】金屬的電化學腐蝕【教學難點】電極反應式的寫法【教學過程】【學生看書討論】1.什麼是金屬的腐蝕?金屬腐蝕的本質是什麼?2.化學腐蝕與電化學腐蝕的共同點和不同點是什麼?一、金屬腐蝕的本質: M – xe- = M x+二、化學腐蝕與電化學腐蝕的區別化學腐蝕電化學腐蝕共同點 M – xe- = M x+ M – xe- = M x+不同點 (1)金屬與氧化劑直接得失電子利用原電池原理得失電子(2)反應中不伴隨電流的產生反應中伴隨電流的產生(3)金屬被氧化活潑金屬被氧化三、電化學腐蝕 (以鋼鐵為例)1.析氫腐蝕 (酸性較強的溶液)負極: Fe – 2e- = Fe2+正極: 2H+ + 2e- = H2 ↑總式：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑2. 吸氧腐蝕 (中性或弱酸性溶液)負極: 2Fe – 4e- = 2Fe2+正極: O2+4e- +2H2O = 4OH-總式：2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2離子方程式：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)24Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3四、金屬的防護1．影響金屬腐蝕快慢的因素本性：（1）金屬的活動性（2）純度（3）氧化膜介質：環境（腐蝕性氣體，電解質溶液）2．金屬的防護（1）改變金屬的內部結構（鋼→不銹鋼，在鋼中加入鎳和鉻）（2）覆蓋保護膜（塗油漆，電鍍，鈍化等）（3）電化學保護①外加電流陰極保護法②犧牲陽極陰極保護法【練習】:如圖所示,試管中的鐵釘如果在酸性溶液或在食鹽溶液中的腐蝕的現象有何不同?。
人教版高中化学选修四 18-19版 4.4 金属的电化学腐蚀与防护 学案
第四节金属的电化学腐蚀与防护[课标要求]1．了解金属腐蚀及其危害2．了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。
3．了解金属防护的方法，特别是电化学防护的方法。
分点突破1 金属的电化学腐蚀基础1．金属腐蚀(1)概念：金属与周围的气体或液体物质发生反应而引起损耗的现象。
(2)本质：金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生反应)：。
2．化学腐蚀和电化学腐蚀化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体（如、、等）或非电解质液体（如）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
如：钢管被原油中的腐蚀，温度越高，化学腐蚀越。
电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时。
会发生反应，的金属失去电子而被。
如在潮湿的空气中生锈。
两种腐蚀往往发生，但腐蚀更普遍，速度更快，危害更严重。
3．钢铁的电化学腐蚀(1)实质。
在钢铁表面形成无数微小原电池(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
[特别提醒]钢铁在自然界中的腐蚀主要发生的是吸氧腐蚀。
探究[实验1]将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。
几分钟后，观察导管中水柱和铁钉的变化，如图1。
[实验2]向100 mL烧杯中加入约50 mL稀醋酸后，插入两个玻璃筒(无底)；将一个无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中，如图2。
[问题思考]1．图1实验导管中水柱和铁钉有什么变化？产生这种现象的原因是什么？2．图2实验碳棒表面有什么现象？产生这种现象的原因是什么？3．化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点和不同点是什么？归纳金属化学腐蚀与电化学腐蚀的比较[特别提醒](1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。
(2)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。
(3)一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。
典例11.如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝5的雨水和生铁片。
观察到开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。
4.4 金属的电化学腐蚀与防护 学案(人教版选修4)
第四节 金属的电化学腐蚀与防护[学习目标定位] 1.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，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。
2.熟知金属腐蚀的防护方法。
1．根据下列四种电化学装置图，回答下列问题：(1)装置名称：A 电镀池，B 电解池，C 原电池，D 原电池。
(2)装置A 中Fe 是阴极，Zn 是阳极； 装置D 中Fe 是负极，C 是正极。
(3)写出各电极反应式： 装置 氧化反应 还原反应 A Zn －2e －===Zn 2＋ Zn 2＋＋2e －===Zn B Fe －2e －===Fe 2＋ 2H ＋＋2e －===H 2↑ C Fe －2e －===Fe 2＋ 2H ＋＋2e －===H 2↑ DFe －2e －===Fe 2＋O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －B>C 。
2．回答下列问题：(1)铁与氯气反应的化学方程式是2Fe ＋3Cl 2=====点燃2FeCl 3；纯锌片与盐酸反应的离子方程式是Zn ＋2H ＋===Zn 2＋＋H 2↑；上述两反应过程不是(填“是”或“不是”)原电池反应。
(2)铁制品在潮湿的环境中比在干燥的环境中易生锈，其原因是铁制品中含有杂质碳，在潮湿环境下的电解质溶液中构成原电池，加快了铁被氧化的反应速率。
探究点一金属的腐蚀1．金属腐蚀(1)概念：金属与周围接触到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)根据与金属接触的气体或液体物质不同，金属腐蚀可分为两类：①化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体(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。
腐蚀的速率随温度升高而加快。
②电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。
(3)用铝制饭盒盛放醋酸，一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀属于化学腐蚀，反应的化学方程式为2Al＋6CH3COOH===2(CH3COO)3Al＋3H2↑；若用铝饭盒盛放食盐(含水时)，一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀属于电化学腐蚀，反应原理是(写电极反应式和总反应式)：负极：Al－3e－===Al3＋，正极：O2＋2H2O ＋4e－===4OH－，4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。
高中化学4.4 金属的电化学腐蚀与防护 教案(新人教版选修4)
实验一部化学组集体备课发言材料
、定义：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
电化学腐蚀——原电池反应
、等）或非电解质液体（如等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
如：钢管被原油中的腐蚀，
、吸氧腐蚀：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生腐蚀。
化学腐蚀接触与直接接触
无电流产生
的科学精神，帮助学生树立正确的科学态度。
通过联系生活激发学生的兴趣，引导启发学生分析现象、探究实质、总结规律。
请大家根据铁生锈的原因，我们可以采取哪些措施防止铁生锈？
⑴、原理：将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。
此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备
- +
辅助阳极
在溶液中构成原电池加快反应的速率。
D选项中
—Sn原电池中Fe为负极，故前者Zn被氧化保护了
探究一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀？为什么？
探究二：纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？如向酸中再加硫酸铜又会什么现象？典型例题]：例5、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 5 2 1 3 4
（
．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀 --22+2H O+4e 4OH = ．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：--22Cl -2e =Cl ↑
2+
Fe 试管中发生了析氢腐蚀。
高中化学 44 金属的电化学腐蚀与防护教案 新人教版选修4
第四节金属的电化学腐蚀与防护●课标要求1．能解释金属发生电化学腐蚀的原因。
2．认识金属腐蚀的危害。
3．通过实验探究防止金属腐蚀的措施。
●课标解读1.从原电池原理分析金属发生电化学腐蚀的原因及危害。
2．用原电池、电解池的原理采取措施，防止金属腐蚀。
●教学地位在学习了原电池原理及电解池原理的基础上展开，介绍了金属腐蚀造成的严重危害、电化学腐蚀的原理及防止金属腐蚀的几种方法，重点是掌握金属电化学腐蚀(析氢腐蚀和吸氧腐蚀)的本质(金属表面形成了微型原电池)，同时指出，人们根据对金属电化学腐蚀本质的认识，发现了防护金属电化学腐蚀的方法。
本节内容是本章理论知识的实际应用，有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
●新课导入建议耸立于美国纽约港外一个海岛上15层楼高的自由女神铜像，历来被认为是美利坚合众国的象征。
然而，经过近百年的风风雨雨，它和人一样，已经生“病”了。
自由女神铜像近百年来一直受着一种“疾病”的折磨，那就是电化学腐蚀。
“自由女神”的外壳材料是铜，而支撑整个雕像的内支架却是铁的，在它们之间仅用一层浸透油的毛毡隔开。
随着时光的流逝，那一层毛毡失去了隔离作用，而大西洋夹带着盐分的潮湿空气不断地向自由女神“攻击”，无数的原电池便在“自由女神”的身上形成了。
这种原电池以铁为负极，铜为正极，夹带盐分的湿空气正好在两极之间起着电解质溶液的作用，结果加速了铁的腐蚀。
面对自由女神雕像的腐蚀问题，应采取什么措施和方法？【提示】连接一活泼金属，如Zn，阻止自身形成Fe、Cu原电池，使Fe、Cu作原电池正极，而被保护。
●教学流程设计步骤1：导入新课、本课时教材地位分析。
⇒步骤2：师生互动完成“探究1，化学腐蚀和电化腐蚀的比较”，可利用【问题导思】中的内容，由浅入深地进行。
⇒步骤3：教师通过【例1】和教材P84～85页教材研析，对“探究1”的内容进行总结。
⇒步骤4：在教师引导下学生完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的1、2两题，验证学生对探究1的掌握情况。
2022年人教版高二化学选修四 4.4 金属的电化学腐蚀与防护（导学案）
高二化学导学案：编号：使用时间：班级：小组：姓名：组内评价：教师评价：第四章第四节金属的电化学腐蚀和防护编制人：丁花蓉审核人：赵昆元领导签字：【学习目标】1．了解金属腐蚀的危害及金属腐蚀的本质原因；2．了解金属腐蚀的种类，发生腐蚀的反响式的书写；3．掌握金属防护的方法。
【学习重点】金属的电化学腐蚀自主学习一、金属的电化学腐蚀〔一〕金属腐蚀：1．定义：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生反响而腐蚀损耗的过程。
2．本质：M – n e- → M n〔氧化反响〕3．类型：〔1〕化学腐蚀——直接反响〔2〕电化学腐蚀——原电池反响两种腐蚀往往发生，但腐蚀更普遍，速度更快，危害更严重。
〔二〕化学腐蚀：1．定义：金属与接触到的枯燥气体〔如、、等〕或非电解质液体〔如等〕直接发生化学反响而引起的腐蚀。
如：钢管被原油中的腐蚀，2．影响因素：与接触物质的氧化性有关和温度越高，化学腐蚀越。
〔三〕电化学腐蚀：1 定义：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生反响，的金属失去电子而被。
如在潮湿的空气中生锈。
2 类型：以钢铁腐蚀为例〔1〕析氢腐蚀酸性较强的溶液负极: 正极:总方程式：〔2〕吸氧腐蚀碱性、中性或弱酸性溶液负极: 正极:总方程式：FeOH2继续与空气中的氧气作用：铁锈的主要成分是，它〔填“能〞或“不能〞〕阻止钢铁继续腐蚀。
〔四〕影响金属腐蚀快慢的因素：内因：〔1〕金属的活动性：金属越，越容易被腐蚀〔2〕纯度：不纯的金属比纯金属腐蚀，如纯铁比钢腐蚀。
〔难、易〕电化学腐蚀：两电极活动性差异越大，氧化复原反响速率越，活泼金属被腐蚀得越快。
〔3〕氧化膜：如果金属被氧化形成致密的氧化膜，那么会保护内层金属，如、；如果金属被氧化形成疏松的氧化膜，那么不会保护内层金属，如。
外因：环境〔腐蚀性气体，电解质溶液〕〔五〕、化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点：二、金属的防护1．金属的防护：⑴覆盖保护膜〔涂油漆，电镀，钝化等〕⑵改变金属的内部结构〔钢→不锈钢：在钢中参加金属镍和铬〕2．电化学保护⑴牺牲阳的极阴极保护法：〔较活泼金属作极，钢铁作极被保护〕原电池的负极〔也称为阳极〕金属被腐蚀，原电池的正极〔也称为阴极〕金属被保护①原理：形成原电池反响时，让被保护金属做极，不反响，起到保护作用；而活泼金属反而受到腐蚀。
人教版高中化学选修四 4.4金属的电化学腐蚀与防护 教学设计3
第四章电化学基础第四节金属的电化学腐蚀与防护三维目标【知识与技能】知道金属腐蚀的两种类型(化学腐蚀和电化学腐蚀)，能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，掌握化学腐蚀与电化学腐蚀的原理。
【过程和方法】从实验探究过程中提高对实验现象的观察能力和分析能力，通过实验探究防止金属腐蚀的措施，查阅资料并交流防止钢铁腐蚀的方法。
【情感态度与价值观】通过金属腐蚀与生产、生活实际相联系的内容，增强学生学习兴趣；通过课堂探究活动，发展学生的探究能力，学会与人合作交流，研究探讨科学问题。
教学重难点教学重点金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。
教学难点金属发生吸氧、析氢腐蚀的电化学原理。
教学过程设计导入新课[问题引入]①什么是金属腐蚀？其本质是什么？②金属腐蚀有哪些种类？化学腐蚀和哪些因素有关？③什么是电化学腐蚀？[指导阅读]阅读“金属的电化学腐蚀内容”，回答上述问题。
推进新课[投影、板书](学生回答)一．金属的电化学腐蚀(一)金属腐蚀1．定义：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
2．本质：M －n e －＝＝＝M n ＋(氧化反应)。
3．类型：化学腐蚀——直接反应 电化学腐蚀——原电池反应。
[投影、板书](学生填空划线部分) (二)化学腐蚀1．定义：金属与接触到的干燥气体(如O 2、Cl 2、SO 2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。
如：钢管被原油中的含硫化合物腐蚀 [投影练习]试写出铁在氯气中燃烧的化学方程式： [投影答案]2Fe ＋3Cl 2=====点燃2FeCl 32．影响因素：与接触物质的氧化性有关和温度越高，化学腐蚀越快。
[投影、板书](学生填空划线部分) (三)电化学腐蚀1．定义：不纯的金属跟电解质溶液接触时。
会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，如钢铁在潮湿的空气中生锈。
2．析氢腐蚀[投影练习]析氢腐蚀：当钢铁处于酸性环境中，比如硫酸型酸雨，请同学写出电极反应式： [学生讨论][投影分析]Fe ＋H 2SO 4＝＝＝FeSO 4＋H 2↑，反应的离子方程式为Fe ＋2H ＋＝＝＝Fe 2＋＋H 2↑从而写出电极反应式：负极：Fe －2e －＝＝＝Fe 2＋正极(C)：2H ＋＋2e －＝＝＝H 2↑电池反应：Fe ＋2H ＋＝＝＝Fe 2＋＋H 2↑[投影、板书] 3．吸氧腐蚀钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，是什么原因？下面我们就来讨论钢铁在潮湿的空气中生锈的原因。
云南省高中化学 4.4金属的电化学腐蚀与防护教案 新人教版选修4
云南省高中化学 4.4金属的电化学腐蚀与防护教案新人教版选修4 一、内容及其解析1．内容：本节内容大致分为三部分：揭示金属腐蚀的严重性和危害性→分析发生金属腐蚀的原因→探讨防止金属腐蚀的思路和方法。
2．解析：在现代社会，钢铁等金属材料的产量和质量恩师反映国民经济发展水平的主要指标。
然而人们对随处可见的金属腐蚀现象早已习以为常，不以为怪。
因此，本节教学一方面是让学生了解金属发生腐蚀的原因及现代防腐措施，同时让学生知道：防止金属腐蚀，任重道远。
二、目标及其解析1、目标：〔1〕、知道金属腐蚀的两种类型〔化学腐蚀和电化学腐蚀〕。
(2)、能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。
(3)、知道防护金属腐蚀的方法。
2、解析：(1)、通过金属腐蚀与生产、生活实际相联系的内容,增强学生学习兴趣.(2)、通过课堂探究活动,发展学生的探究能力,学会与人合作与交流,共同研究，探讨科学问题。
(3)、通过化学实验〔设计、验证和评价〕这一科学研究方法，培养学生实事求是的科学精神，帮助学生树立正确的科学态度。
三、教学问题诊断分析知道金属腐蚀的两种类型〔化学腐蚀和电化学腐蚀〕；能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害；掌握化学腐蚀与电化学腐蚀的比较。
通过金属腐蚀与生产、生活实际相联系的内容,增强学生学习兴趣，通过课堂探究活动,发展学生的探究能力，学会与人合作与交流，共同研究，探讨科学问题。
学生很容易混淆析氢腐蚀和吸氧腐蚀，发生电化学腐蚀的电极反应是学生需重点掌握的知识点；还有保护金属的措施中学生分不清被保护的金属应该接在哪极？所以在讲授过程中要注重知识点的比较及归纳！四、教学过程设计[引入]金属腐蚀的现象非常普遍，像金属制成的日用品、生产工具、机器部件、海轮的船壳等，如保养不好，都会腐蚀，从而造成大量金属的损耗。
至于因设备腐蚀损坏而引起停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康，甚至造成严重事故的损失，那就更无法估计了。
《金属的电化学腐蚀与防护》学案4(新人教选修4)
江苏省五汛中学高二选修化学教学案(33) 教师版课题：金属的电化学腐蚀与防护主备人:王洋先日期:2009-04-29 [知识与技能]：1、了解金属腐蚀的种类，探究金属发生电化学腐蚀的原因2、掌握化学腐蚀和电化学腐蚀的区别。
3、认识金属腐蚀的危害及防腐措施，感受化学对人类生产和生活的影响。
[过程与方法]：通过学习增强保护环境的意识，节约意识。
[教学重难点]：吸氧腐蚀、析氢腐蚀的原理[教学过程]：[指导阅读]：阅读教材P84的第一、二段内容，体会金属的腐蚀的危害。
[引入课题]：“金属的腐蚀与防护〞始终是一个世界性的异常棘手的科技难题。
在兴旺国家每年由于金属腐蚀造成的直接经济损失约占全年国民生产总值的2%～4%，远远超过各种自然灾害造成损失的总和，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本节课我们来学习有关金属的电化学腐蚀与防护的知识。
[板书]：第四节金属的电化学腐蚀与防护[指导阅读]：引导学生阅读P84—85金属的电化学腐蚀内容，答复以下问题。
1、什么是金属腐蚀其本质是什么2、金属腐蚀有哪些种类化学腐蚀和哪些因素有关3、什么是电化学腐蚀[归纳整理]：一、金属的电化学腐蚀〔一〕、金属腐蚀：1、定义：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化复原反响而腐蚀损耗的过程。
2、本质：M –ne- →Mn+〔氧化反响〕3、类型：化学腐蚀——直接反响电化学腐蚀——原电池反响〔二〕、化学腐蚀1、定义：金属与接触到的枯燥气体〔如、、等〕或非电解质液体〔如〕等直接发生化学反响而引起的腐蚀。
如：钢管被原油中的腐蚀，2、影响因素：与接触物质的氧化性有关和温度越高，化学腐蚀越。
〔三〕、电化学腐蚀：1、定义：不纯的金属跟电解质溶液接触时。
会发生反响的金属失去电子而被。
如在潮湿的空气中生锈。
[过渡]：钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，假设在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，是什么原因下面我们就来讨论钢铁在潮湿的空气中生锈的原因[实验探究]：P85将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入以下列图具支试管中，观察导管中水柱变化，并思考引起变化的原因吸氧腐蚀[板书]：2、类型：⑴、吸氧腐蚀：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生腐蚀。
人教版高中化学选修四 4.4 金属的电化学腐蚀与防护 学案
第四章电化学基础第四节金属的电化学腐蚀与防护学习目标1．了解金属腐蚀及其危害。
2．了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。
(重点)3．了解金属防护的方法，特别是电化学防护的方法。
(重点)一．金属的电化学腐蚀基础知识梳理（一）金属的腐蚀[思考探究]实验1：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。
一段时间后，观察导管中水柱和铁钉的变化。
如图1。
图1图2实验2：向100 mL烧杯中加入约50 mL饱和食盐水后，插入两个玻璃筒(无底)；将一个无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中。
如图2。
问题思考：（1）实验1的实验现象是什么？铁钉为什么会生锈？说明什么问题？请分析变化的原因。
（2）实验2的电流计的指针是否偏转？说明什么问题？若向实验2的插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，将会看到什么现象？说明什么问题？请写出相关电极反应式。
（3）若将实验1和实验2的溶液换为盐酸(均足量)。
实验1存在哪些形式的化学腐蚀？实验2中是否有电流通过？写出相关电极反应式。
归纳总结1．金属腐蚀类型的判断方法（1）根据是否发生原电池反应来判断。
发生原电池反应引起的金属腐蚀，属于电化学腐蚀，否则属于化学腐蚀。
（2）根据金属的活动性及电解质溶液的酸性判断，位于金属活动性顺序表中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀；金属活动性顺序在氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。
2．影响钢铁腐蚀的因素水、空气、电解质溶液、不活泼金属杂质的存在。
即时训练1．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是()A．2H＋＋2e－===H2↑B．Fe2＋＋2e－===FeC．2H2O＋O2＋4e－===4OH－D．Fe3＋＋e－===Fe2＋2．如图为模拟铁生锈的实验。
铁粉中均匀混有少量炭粉，撒入内壁已分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的甲、乙两个具支试管中，打开止水夹片刻后，下列有关该实验的说法合理的是()A．甲装置导管口有气泡，乙装置导管内出现一段液柱B．甲装置中发生的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀C．乙装置中发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D．乙装置导管口有气泡冒出3．如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：（1）铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于__________腐蚀(填“化学”或“电化学”)。
人教版高中化学选修四 18-19版 4.4 金属的电化学腐蚀与防护 学案
第四节金属的电化学腐蚀与防护[课标要求]1．了解金属腐蚀及其危害2．了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。
3．了解金属防护的方法，特别是电化学防护的方法。
分点突破1 金属的电化学腐蚀基础1．金属腐蚀(1)概念：金属与周围的气体或液体物质发生反应而引起损耗的现象。
(2)本质：金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生反应)：。
2．化学腐蚀和电化学腐蚀化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体（如、、等）或非电解质液体（如）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
如：钢管被原油中的腐蚀，温度越高，化学腐蚀越。
电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时。
会发生反应，的金属失去电子而被。
如在潮湿的空气中生锈。
两种腐蚀往往发生，但腐蚀更普遍，速度更快，危害更严重。
3．钢铁的电化学腐蚀(1)实质。
在钢铁表面形成无数微小原电池(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
[特别提醒] 钢铁在自然界中的腐蚀主要发生的是吸氧腐蚀。
探究[实验1] 将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。
几分钟后，观察导管中水柱和铁钉的变化，如图1。
[实验2] 向100 mL 烧杯中加入约50 mL 稀醋酸后，插入两个玻璃筒(无底)；将一个无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中，如图2。
[问题思考]1．图1实验导管中水柱和铁钉有什么变化？产生这种现象的原因是什么？2．图2实验碳棒表面有什么现象？产生这种现象的原因是什么？3．化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点和不同点是什么？归纳金属化学腐蚀与电化学腐蚀的比较(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。
(2)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。
(3)一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。
典例11.如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝5的雨水和生铁片。
观察到开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。
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第四节金属的电化学腐蚀与防护
一、金属的电化学腐蚀
1、金属的腐蚀是金属与周围的气体或者液体物质发生而引起损耗的现象。
一般可分为腐蚀和腐蚀。
2、分类:
①化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体(如、、等或非电解质液体
(如等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
如:钢管被原油中的腐蚀,温度越高,化学腐蚀越。
②电化学腐蚀:不纯的金属跟电解质溶液接触时。
会发生反应,的金
属失去电子而被。
如在潮湿的空气中生锈。
重难点化学腐蚀和电化学腐蚀的联系和区别
化学腐蚀电化学腐蚀(主要
定义金属跟接触到的物质(一
般是非电解质直接发生
化学反应引起的腐蚀
不纯金属(或合金接触到电解质溶液所发生的原电池
反应,较活泼金属原子失去电子被氧化而引起腐蚀
吸氧腐蚀(主析氢腐蚀
条件金属与物质直接接触水膜中溶有O2,呈极弱酸性
或中性(吸氧腐蚀
水膜酸性较强
(析氢腐蚀
本质金属被氧化而腐蚀较活泼金属被氧化而腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生
反应式2Fe+3Cl2===2FeCl3
负极Fe-2e-===Fe2+
正极:
2H2O+O2+4e-===4OH-
正极:
2H++2e-===H2↑
联系两种腐蚀往往同时发生,只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、危害更大3、电化学腐蚀 (以钢铁为例
(1析氢腐蚀 (酸性较强的溶液
负极:
正极:
总方程式:
(2吸氧腐蚀 (中性或弱酸性溶液
负极:
正极:
总方程式:
Fe(OH2继续与空气中的氧气作用:
铁锈的主要成分是,阻止钢铁继续腐蚀。
(能、不能
4、影响金属腐蚀快慢的因素
本质:(1金属的活动性:金属越,越容易被腐蚀
(2纯度:不纯的金属比纯金属腐蚀,如纯铁比钢腐蚀。
(难、易
电化学腐蚀:两电极活动性差别越大,氧化还原反应速率越,活泼
金属被腐蚀得越快。
(3氧化膜:如果金属被氧化形成致密的氧化膜,那么会保护内层金属,如、
如果金属被氧化形成疏松的氧化膜,那么不会保护内层金属,如外因-----介质环境(腐蚀性气体,电解质溶液
二、金属的防护
1、金属的防护
(1覆盖保护膜(涂油漆,电镀,钝化等
(2改变金属的内部结构(钢→不锈钢,在钢中加入镍和铬
2、电化学保护
(1牺牲阳极阴极保护法(较活泼金属作极,钢铁作极被保护(原电池原理
(2外加电流阴极保护法(外加电流,使钢铁被迫成为极受保护(电解池的原理
3、金属腐蚀快慢的规律
电解原理引起的腐蚀 > 原电池原理引起的腐蚀 > 化学腐蚀 > 有防护措施的腐蚀
防护措施由好到坏的顺序是:
外接电源的阴极保护法 > 牺牲阳极的的阴极保护法 > 有一般防护的防腐 > 无防护条件的防腐
金属的电化学与防护腐蚀同步测试
1、下图中,铁腐蚀由快到慢的顺序为(电解质溶液为水__________。
2、如右图所示,铁处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中,铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是(填序号。
3.下列说法不正确的是(
A、金属腐蚀一般分为化学腐蚀和电化学腐蚀
B、化学腐蚀的速度随着温度升高而减慢
C、电化学腐蚀的本质就是发生了原电池反应
D、化学腐蚀是指金属跟接触到的干燥气体或非电解质等直接发生化学反应而引起的腐蚀
4.钢铁发正生两种电化学腐蚀时,下列分析正确的是(
A.它们的负极发生相同的反应
B.它们的正极发生相同的反应
C.酸性水膜条件下,极吸收氧气
D.负极都直接生成Fe3+
5埋在地下的输油铸铁管道,在下列各种情况下被腐蚀最慢的是(
A、在含Fe元素较多的酸性土壤中
B、在潮湿疏松透气的土壤中
C、在干燥致密不透气的土壤中
D、在含碳粒较多,潮湿透气的土壤中
6. 钢铁在锈蚀过程中,下列5种变化可能发生的是(
①Fe由+2价转化为+3价②O2被还原③产生H2
④F e(O H3失水形成Fe2O3·H2O ⑤杂质碳被氧化除去
A. ①②
B. ③④
C. ①②③④
D. ①②③④⑤7轮船通常用钢板做船体,为了防止钢板腐蚀,通常在船身上安装另一些金属块,这些金属块宜选用(
A.锌块
B.钠块
C.铜块
D.铅块
8、装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中,锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是
A ③④②①
B ②③①④
C ④②①③
D ③②①④
9.铜制品上的铝质铆钉,在潮湿空气中易腐蚀的原因可描述为(.
A.形成原电池时铝作负极
B.形成原电池时铜作负极
C.形成原电池时,电流由铝经导线流向铜
D.铝铆钉发生了化学腐蚀
10以下现象与电化腐蚀无关的是(.
A.黄铜(铜锌合金制作的铜锣不易产生铜绿
B.生铁比软铁蕊(几乎是纯铁容易生锈
C.铁质器件附着铜质配件,在接触处易生铁锈
D.银质奖牌久置后表面变暗
11分析右图,按要求写出有关反应方程式:
(1、铁棒上的电极反应式为:
(2、碳棒上的电极反应式为:
(3、溶液中发生反应的化学方程式
12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,则溶液呈性,发生腐蚀,电极反应式为:负极: 正极:
(2若液面下降,则溶液呈性,发生
腐蚀,电极反应式为:负极:
正极:
空气水
Fe C Fe Zn Fe Ⅰ。