(高中化学)金属的电化学腐蚀和防护

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《金属的电化学腐蚀与防护》说课课件(全国优质课获奖作品)

铁当年产量的25%-30%。
第二环节：师生互动，探究新知
创设问题情境1
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，钢铁可能是怎样被腐蚀的？
金属腐蚀：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。金属腐蚀的本质：金属原子 → 金属阳离子 M – ne- → Mn+（氧化反应）
2.教材的特点
（1）从知识角度看，是氧化还原反应知识的延伸
理论上，每一个可自发进行的氧化还原反应都可以设计成一个原电池。
化学氧化反应角度还原反应（反应类型）
阳极阴极
外电路的负极物理外电路的正极角度（电子流向）
“牺牲负极的正极保护法”
“牺牲阳极的阴极保护法”
2.教材的特点
（2）从教材的呈现方式看，采用螺旋式组织结构编写
学习化学知识，就是要通过对其理论的探究，来指导我们的生产、生活和社会实践，最终达到学以致用的目的。对金属腐蚀的现象和危害及金属防腐措施，学生有着较为丰富的生活经验，但存在的主要问题是对知识的学习只注重表面现象，缺乏一定的综合思维能力。通过本节学习，有助于学生将感性认识转化为理性认识，从而体会化学学习的价值，更有利于培养学生发现问题、分析问题、联系实际解决问题的能力。
第二环节：师生互动，探究新知
创设问题情境2
钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，钢铁在干燥的空气中不易生锈，而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，原因是什么？
第二环节：师生互动，探究新知
实验探究
向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁
分别用氯化钠和稀醋酸润湿
过的两个锥形瓶中，按图示装置好仪器，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。

高中化学选择性必修一第4章第3节金属的腐蚀与防护基础知识讲义

第三节金属的腐蚀与防护一、金属的腐蚀（一）定义：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象（二）特征：金属被腐蚀后，在外形，色泽以及机械性能方面会发生变化（三）本质：金属失电子变成阳离子发生氧化反应。

M-ne-=M n+（四）类型：化学腐蚀和电化学腐蚀1、化学腐蚀（1）定义：金属与其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2等）直接反应而引起的腐蚀（2）本质：金属失电子被氧化。

（3）举例：铁与氯气直接反应而腐蚀；输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀（4）特点：无电流产生，化学腐蚀的速度随温度升高而加快。

例如：钢材在高温下容易被氧化，表面生成由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的一层氧化物。

2、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，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

（2）本质：较活泼的金属失去电子被氧化（3）举例：钢铁制品在潮湿空气中的锈蚀就是电化学腐蚀（4）特点：有微弱的电流产生注：化学腐蚀与电化学腐蚀的联系：化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大，腐蚀速率更快3、钢铁的电化学腐蚀（1）原电池的组成：负极：铁正极：碳电解质：潮湿空气（2）种类：根据钢铁表面水膜的酸性强弱分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀①析氢腐蚀：在酸性环境中，由于在腐蚀过程中不断有H2放出，所以叫做析氢腐蚀。

水膜酸性较强：负极：Fe—2e-=Fe2+正极：2H++2e-=H2↑总反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑②吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气，此时就会发生吸氧腐蚀水膜中溶有O2，呈弱酸性、中性或碱性：负极：Fe—2e-=Fe2+ 正极：O2+4e-+2H2O=4OH-总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3 =Fe2O3·xH2O（铁锈）+(3-x)H2O注：I、只有位于金属活动性顺序中氢前的金属才可能发生析氢腐蚀，氢后的金属不能发生II、氢前和氢后的金属都可发生吸氧腐蚀III、吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，主要原因有两个，第一：水膜一般不显强酸性；第二：多数金属都可发生二、金属的防护（一）改变金属材料的组成1、方法：在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。

高中化学课件【金属的腐蚀与防护】

D．石墨
（2）图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁
闸门应该连接在直流电源的____负____极。
甲
乙
练习
16
8、下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是( ) A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀 B．若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀 C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极保护法 D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为 2H＋＋2e－===H2↑
(3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
7
2.金属的防护
(1)在金属表面覆盖保护层 ①涂油漆等。 ②镀抗腐蚀金属，如电镀等。 ③镀膜，如烤蓝等。 (2)改变金属内部组成、结构等，如制成不锈钢。
8
(3)电化学防护
①牺牲阳极保护法利用原电池原理，在被保护的金属上连接更活泼的金属，使被
正极反应 O__2＋___2_H__2O__＋__4_e_－__=_=_=__4_O_H_ － 2_H__＋__＋__2_e_－__=_=_=_H__2_
负极反应
Fe－__2__e_－_=_=_=__F_e_2_＋_____
生成铁锈的反应
4Fe(_O__H_)_F2_e＋_2_＋O_＋_2_＋2_O_2H_H－__2=_O=_==_F=_e_(=O_4H_F_)2e_、(_O__H_、)3
①实质：都是金属原子失去电子被_氧__化_而损耗；
②化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电__化__学__腐__蚀__更普遍，危害更大
(3)钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀
（1）排在H之前的金属才能析氢腐蚀；
5
（2）吸氧腐蚀更普遍
类别
吸氧腐蚀

人教版高中化学选修四金属的电化学腐蚀与防护 PPT课件

4、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺
(5)>(2)>(1)>(3)>(4) 序是______________________________
金属腐蚀的快慢程度：电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极
5、下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀
( 4 ) ( 2 ) ( 1 ) ( 3 ) 速率由慢到快的顺序是________________________
2.下列制氢气的反应速率最快的是 A.纯锌和1mol/L 硫酸 B.纯锌和18 mol/L 硫酸 C.粗锌和1mol/L 硫酸 D.粗锌和18mol/L 硫酸
C
3.下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是 D A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出； B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多 C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极 D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性弱
第4节金属的电化学腐蚀与防护
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金属腐蚀我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨），每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%~4%；约合人民币：3000亿元（ 2005年我国国内生产总值将达15万亿元）。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。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。
7、盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜晶体
[(CH3COO)2Cu]，将产生两种影响生成速率的因

高中化学-第四节析氢吸氧腐蚀

金属的防护方法
思考：根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金属腐蚀的方法？
1、覆盖保护层
衣架和电线的外面包某些工具的“机械转动部位”选
上一层塑料层
用油脂来防锈,为什么不能用油漆
生活中常见的一些防护措施
自行车的钢圈和车铃是在钢上镀健身器材刷上油一漆层以既防耐锈腐蚀又耐磨的Cr
金）
1、析氢腐蚀（酸性水溶液）
负极：Fe － 2e － = Fe2+ 正极：2H+ + 2e－ = H2↑ 总反应： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
2、吸氧腐蚀（中性或弱酸性水溶液）
负极：2Fe - 4e =2Fe2+ 正极：O2 + 2H2O + 4e = 4OH－
2、牺牲阳极的阴极保护法
原理：
形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。航海船
只的船底四周镶嵌锌块，就是利用牺牲阳极保护法来保护船体的。
用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换
锌块
航海的船只的船底四周镶嵌锌块（白色），就是利用牺牲阳极的阴极保护法。
总反应：2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
条件
电极
负极Fe(-)
反应
正极C(+)
总反应
联系
析氢腐蚀
水膜呈酸性
吸氧腐蚀
水膜呈中性或酸性很弱
Fe-2e--=Fe2+

人教版高中化学选修4第15讲：金属的电化学腐蚀与防护

金属的电化学腐蚀与防护❖教学目标1.认识金属腐蚀的危害，能解释金属发生电化学腐蚀的原因。

2.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.掌握金属腐蚀的防护方法。

❖知识梳理一、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物质发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。

2．本质金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。

3．分类(1)化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质溶液(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。

(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，比较活泼的金属失电子而被氧化。

4．钢铁的电化学腐蚀(1)钢铁的电化学腐蚀的分类(2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较：析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图条件水膜酸性较强水膜呈中性_或酸性很弱__电极反应负极Fe－2e－===Fe2＋2Fe－4e－===2Fe2＋正极C 2H＋＋2e－===H2↑O2＋4e－＋2H2O===4OH－总反应2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)25.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和介质两个方面，就金属本性而言，金属越活泼，越容易被腐蚀。

介质对金属的腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，就容易被腐蚀。

6.化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点和不同点相同点都是造成金属被氧化腐蚀。

不同点是化学腐蚀是金属和氧化剂直接发生氧化还原反应，无电流产生；电化学腐蚀是发生原电池反应，有电流产生。

7.从字面上区别析氢腐蚀和吸氧腐蚀析氢腐蚀中的“析”是“析出”的意思，即发生该腐蚀时，有H2析出；吸氧腐蚀中的“吸”是“吸进”的意思，即发生该腐蚀时，空气中的氧气参加反应而被消耗。

8．铁在自然界中发生的腐蚀主要：主要是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀。

电化学腐蚀中吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍，吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，在金属活动性顺序中位于氢前面和氢之后的金属都能发生吸氧腐蚀，但只有在金属活动性顺序表中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。

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。

高中化学金属的电化学腐蚀和防护

金属的电化学防护原理：通过改变金属表面的电化学环境，抑制或减缓金属的电化学腐蚀过程。
常用的电化学防护方法：阳极保护和阴极保护。
阳极保护：通过外加电流使金属成为阳极，从而在金属表面形成致密的氧化膜，提高耐腐蚀性。
阴极保护：通过外加电流使金属成为阴极，从而在金属表面形成氢气或氯离子，减少腐蚀的可能性。
在船舶和海洋工程中，金属的电化学腐蚀和防护措施的应用，如船体的防腐处理和海底管道的防腐蚀措施。
金属回收利用：通过电化学腐蚀和防护技术，可以将废旧金属回收并重新利用，减少对自然资源的浪费。
污水处理：利用电化学腐蚀和防护技术，可以有效地处理污水中的有害物质，保护水资源免受污染。
土壤修复：通过电化学腐蚀和防护技术，可以修复受到重金属污染的土壤，提高土壤质量。
阴极保护：通过外加电流使金属成为阴极，从而防止腐蚀阳极保护：通过外加电流使金属成为阳极，在表面形成保护膜涂层保护：在金属表面涂覆防腐蚀涂层，如油漆、塑料等电镀保护：在金属表面电镀一层耐腐蚀的金属，如锌、铬等
防护效果的持久性：分析防护措施在长时间内对金属的保护作用
防护措施的有效性：通过实验数据评估防护措施对金属腐蚀的抑制效果
外加电流的阴极保护法：通过向被保护金属提供外部电流，使其成为电解池的阴极，从而防止金属腐蚀。
涂层保护：在被保护金属表面涂覆一层耐腐蚀材料，如油漆、塑料等，以隔离金属与腐蚀介质。
电化学保护：利用电解池原理，将被保护金属作为阴极进行电解处理，使其表面形成一层致密的氧化膜，提高耐腐蚀性。
金属的电化学腐蚀：金属与电解质溶液发生氧化还原反应，导致金属损失的现象。
金属的性质：不同金属的电化学腐蚀速率不同，与金属的活泼性有关介质种类：不同介质对金属的腐蚀速率有显著影响，例如酸、碱、盐等介质浓度：介质浓度越高，金属的腐蚀速率越快环境条件：温度、湿度、压力等环境条件也会影响金属的腐蚀速率

高中化学金属腐蚀与防护

高中化学金属腐蚀与防护金属腐蚀是指金属在与周围环境接触时发生的一种化学或电化学反应，使金属表面受到破坏和损失的过程。

金属腐蚀不仅会减少金属材料的寿命，还会对工程设施和制品的安全性造成威胁。

为了延长金属材料的使用寿命，保护金属材料免受腐蚀的侵害，人们开展了广泛的研究和应用。

I. 金属腐蚀的类型金属腐蚀主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。

1. 化学腐蚀化学腐蚀是指金属在接触到化学物质时发生的一种化学反应，导致金属表面的破坏和腐蚀。

常见的化学腐蚀包括金属与酸、碱、盐等化合物的反应，如酸性环境下的金属溶解。

2. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属在电解质溶液或湿润环境中受到氧化和还原反应影响而发生的腐蚀现象。

它通常表现为金属表面的局部腐蚀，如锈斑、腐蚀孔等。

II. 金属腐蚀的原因金属腐蚀的原因主要有以下几个方面：1. 环境因素环境因素是金属腐蚀的主要原因之一。

不同的环境条件对金属腐蚀的影响不同，如湿度、温度、酸碱度等。

湿度较高、温度较高、含有酸碱物质的环境通常会加速金属腐蚀的发生。

2. 金属本身因素金属本身的化学组成、物理性质以及表面处理等因素也会影响金属腐蚀的程度和速率。

不同金属的耐蚀性不同，有些金属具有较高的抗腐蚀性能，而有些金属则容易受到腐蚀。

III. 金属腐蚀的防护方法为了保护金属材料免受腐蚀的侵害，人们提出了多种防护方法，主要包括物理防护、化学防护和电化学防护。

1. 物理防护物理防护是指通过物理手段对金属进行保护，阻止金属与环境接触。

常见的物理防护方法包括涂层、包覆、屏障等。

涂层是将耐蚀性材料涂覆在金属表面，形成一层保护膜来阻隔金属与环境的接触；包覆是将金属包裹在其它材料中，形成一层保护层；屏障是通过物理隔离来防止金属被接触到。

2. 化学防护化学防护是指通过使用化学物质来形成一层保护膜，阻止金属与环境的接触。

常见的化学防护方法包括涂层、化学处理等。

涂层是将具有防腐蚀性能的涂料或化学物质涂覆在金属表面，形成一层防腐蚀膜；化学处理是将金属浸泡在具有防腐蚀性质的溶液中，使金属表面形成一层保护性氧化膜。

高中化学金属的电化学腐蚀与防护

法可以防止钢铁腐蚀，通常将钢铁与电源的负极相连，另一惰性电极作为阳极，通电后电子流向被保护的钢铁设备，在钢铁表面积累大量的负电荷；从而抑制钢铁失去电子，故 A 项错误；铁比锡活泼，构成原电池时，铁优先失电子被氧化，腐蚀速度加快，B 项错误；利用原电池原理防止钢铁腐蚀时，通常将铁与更活泼的金属相连，更活泼的金属作负极，失去电子，而铁作正极，得到保护，此方法叫牺牲阳极的阴极保护法，故 C 项正确；若钢铁与铜相连，铁比铜活泼，作负极，失电子被氧化，腐蚀速度加快，D 项错误。
答案：C
5．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是(
)
A．钢铁与外加直流电源的正极相连可以保护它不受腐蚀 B．镀锡铁表面有划损时，仍然能阻止铁被氧化 C．利用牺牲阳极的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁作正极 D．在海轮外壳连接铜块可以保护钢铁外壳不受腐蚀
[解析]
本题考查金属的腐蚀与防护。用外加电流的阴极保护
[答案] C
6．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护 B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀 C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀
)
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是 Fe－3e ===Fe3
－
＋
解析：A 项：钢管与电源负极相连被保护，与电源正极相连被腐蚀；C 项：因形成原电池，铁(钢)作负极被腐蚀；D 项：负极反应应为 Fe－2e ===Fe2 。
A．Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ C．Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ
B．Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ D．Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ
答案：B
4．(2012· 安徽江南十校)如图装置中，小试管内为红墨水，带有支管的 U 形管中盛有 pH＝4 的雨水和生铁片。经观察，装置中有如下现象：开始时插在小试管中的导管内的液面下降，一段时间后导管内的液面回升，略高于 U 形管中的液面。以下有关解释合理的是( )

金属的电化学腐蚀与防护教案示范三篇

金属的电化学腐蚀与防护教案示范三篇金属的电化学腐蚀与防护教案1教材分析：本节课程是高中化学的第四章第四节，着重介绍了金属的电化学腐蚀和防护的基础概念、原理和方法。

教材主要内容包括金属腐蚀的原因、腐蚀过程和类型，腐蚀的防护措施，以及防护材料的种类和应用。

教学目标：1. 理解金属腐蚀的原理和分类，知道何种因素引起腐蚀。

2. 了解金属腐蚀的过程，掌握腐蚀程度的判断方法。

3. 掌握金属的防腐方法，包括阳极保护、阴极保护、涂层保护等。

4. 了解防腐材料的种类和特点，学会正确使用防腐涂料。

5. 培养学生创新思维和探究精神，鼓励学生从职业方向出发，对未来进行规划和预测。

教学重点：1. 腐蚀的种类和原理；2. 防腐的措施和方法；3. 金属腐蚀评价和防腐涂料选用的标准。

教学难点：1. 腐蚀的电化学原理，包括阳极、阴极和电解质的反应过程。

2. 不同金属在不同环境下腐蚀的机理及防止腐蚀的方法；3. 防腐涂料的选用，涂层的厚度和附着力的衡量方法。

学情分析：本节课程是高中化学中的选修内容，通常在年级较高，化学基础知识相对扎实的学生中教授。

学生应该已经在前面的章节中学习了电化学的基础知识，如电极反应等，有一定的认知基础。

但对于电解质的种类、腐蚀机制等知识掌握不深刻。

部分学生可能没有接触过防腐涂料及防腐涂料的应用，在实验操作上可能需要师生合作互动。

教学策略：1. 采用启发式教学法，引导学生通过实验和讨论理解腐蚀的机理和防护原理。

2. 通过引导学生进行实际问题分析，提高学生独立思考和判断能力。

3. 通过研究具体的防腐实践案例，引导学生理解和掌握防腐的科学方法和实用技术。

4. 通过实验和模拟仿真，激发学生的探索精神和创新意识。

5. 课后安排相关的实验练习以及习题训练，巩固学生所学知识和应用能力。

教学方法：1. 课堂讲授结合视听、图像等多媒体资源，生动直观展示相应的实验现象及防腐涂料的应用例子等；2. 小组讨论及实验操作，寻找金属腐蚀的规律；3. 仿真实验、实物展示等多种方式交替使用，提高学生的学习兴趣和深度；4. 队伍合作、个人发现等多元化学习方式，培养学生的能力和探究意识。

人教版高中化学选修四第四章第四节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[核心素养发展目标] 1.科学探究与创新意识：通过实验科学探究金属腐蚀的本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。

2.科学态度与社会责任：认识金属腐蚀产生的危害和影响，树立防止金属腐蚀的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方法。

一、金属的腐蚀1．金属的腐蚀(1)概念：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。

其实质是金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。

(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。

2．钢铁的电化学腐蚀根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同，钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀：(1)析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，腐蚀过程中有氢气放出。

①负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋；②正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；③总反应方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。

(2)吸氧腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液呈中性或呈弱酸性并溶有一定量的氧气时，将会发生吸氧腐蚀。

①负极反应式为2Fe－4e－===2Fe2＋；②正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－；③总反应方程式为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。

铁锈(Fe2O3·x H2O)的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·x H2O＋(3－x)H2O。

(1)化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大。

(2)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。

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高中高二化学金属的腐蚀与防护知识点归纳
化学一词，若单是从字面解释就是变化的科学。

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一、教材分析
《金属的电化学腐蚀与防护》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第四章第四节，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，并具体地介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法,不但运用原电池原理(牺牲阳极的阴极保护法)，也再次运用了电解原理(外加电流的阴极保护法),加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。

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。

二、教学目标
1.知识目标：
(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。

1。

高中化学新人教版化学选择性必修1金属的腐蚀与防护课件(44张)

解析：酸性环境中，钢铁形成原电池发生析氢腐蚀，铁作负极，发生氧化反应，
电极反应式为 Fe－2e－===Fe2＋，A 正确；钢铁表面水膜的酸性较弱或呈中性时，发生吸氧腐蚀，正极为氧气得电子发生还原反应，电极反应式为 O2＋4e－＋ 2H2O===4OH－，B 正确；外加电流法是利用电解池原理让被保护的金属连接电源的负极作为阴极，惰性电极作为辅助阳极，若被保护的金属作阳极将会发生氧化
关键能力培养
探究与创新能力
《我在故宫修文物》这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研学小组的兴趣。“修旧如旧”是文物保护的主旨。
(1)查阅高中教材得知铜锈为 Cu2(OH)2CO3，俗称铜绿，可溶于酸。请写出铜绿与盐酸反应的化学方程式。
提示：Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋3H2O＋CO2↑。
反应而被腐蚀，C 错误；锅炉内壁镶嵌镁块，形成原电池，镁作负极被氧化，钢
铁作正极被保护，D 正确。
答案：C
2．如图是金属牺牲阳极法的实验装置，下列有关说法正确的是
()
A．该装置为电解池 B．本实验牺牲了金属 Fe 来保护金属 Zn C．若加入 K3[Fe(CN)6]溶液后，Fe 电极附近不会产生特征的蓝色沉淀 D．远洋货轮上镶嵌的金属 Zn 长时间没有什么变化，不需要更换
(2)继续查阅中国知网，了解到铜锈的成分非常复杂，主要成分有 Cu2(OH)2CO3 和 Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如图所示：
Cu2(OH)2CO3 和 Cu2(OH)3Cl 分别属于无害锈和有害锈，请解释原因。提示：结合图可知，Cu2(OH)2CO3 为致密结构，可以阻止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜，属于无害锈。Cu2(OH)3Cl 为疏松结构，潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀，属于有害锈。

高中化学人教版选修4 课件：第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护(33张PPT)

是M－ne－===Mn＋ B．金属的化学腐蚀过程中电子由金属直接转移给氧化剂，所以无电流产生 C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D．金属腐蚀时往往是化学腐蚀和电化腐蚀同时发生，但主要是电化学腐蚀中吸氧腐蚀
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解析：金属腐蚀的实质是金属失去电子而损耗的过程，
故A正确；金属的化学腐蚀是金属和氧化性物质之间的氧化还原反应，金属失电子而氧化剂得电子，电子由金属直接转移给氧化剂，所以无电流产生，B正确；金属的腐蚀主要是电化学腐蚀中吸氧腐蚀，D正确；金属发生化学腐蚀在酸性条件下可以发生，在较强的氧化剂中也可以发生，C错误。答案：C
(2) 同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。
(3) 有无保护措施的：无保护措施的金属腐蚀＞有一定保护措施的金属腐蚀＞牺牲阳极的阴极金属的腐蚀＞有外接电源的阴极金属腐蚀。 (4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
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要点二
金属的电化学防护
1．牺牲阳极的阴极保护法原电池原理，让被保护金属作________ 正极，另找一应用________ 较强的金属作________ 负极。种活泼性________
2．外加电流的阴极保护法
电解原理，把被保护的钢铁设备作为________ 阴极，利用______ 阳用惰性电极作为辅助________ 极。在电解质溶液里，接外加直流 ________ 电源。
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哪种腐蚀为主？
提示：由于钢铁通常所处的外部环境干燥度较低，氧气
的存在又比较广泛，且原电池反应比一般的氧化还原反应速率高，所以钢铁主要是电化学腐蚀，其次为化学腐蚀，又因为钢铁表面一般不会遇到酸性较强的溶液。

4.3金属的腐蚀与防护(教学设计)高二化学(人教版2019选择性必修1)

第四章《化学反应与电能》教学设计第三节金属的腐蚀与防护【课前检测】【检测1】下列“铁钉镀铜”实验装置设计正确的是A．B．C．D．【答案】B【详解】要在铁钉上镀铜，则应Cu与电源正极相连，为阳极，失去电子，阴极为铁，接电源负极，电解质溶液应为含铜离子的盐溶液，故选B。

【检测2】用铂电极电解下列物质的溶液，当耗电量相同时，阴极和阳极上同时都有气体产生，且溶液的pH下降的是A．H2SO4B．CuSO4C．HCl D．KCl【答案】A【详解】A．用铂电极电解硫酸，相当于电解水，阴极和阳极上同时都有气体产生，硫酸浓度增大，溶液pH降低，故A正确；B．用铂电极电解硫酸铜溶液，生成铜、氧气和硫酸，反应生成酸，溶液pH降低，但阴极无气体产生，故B错误；C．用铂电极电解HCl溶液，生成氢气、氯气，阴极和阳极上同时都有气体产生，但消耗HCl，则溶液pH升高，故C错误；D．用铂电极电解氯化钾溶液，生成氢氧化钾和氢气、氯气，反应生成碱，溶液pH 值升高，故D错误；【情境引入】金属腐蚀的现象普遍存在，常常是自发进行的。

比如我们会看到有些桥梁金属连接处会有铁锈，还有工厂设备的灵敏度降低也是金属环节生锈的原因，那么我们需要了解金属腐蚀的原因，并采取有效措施防止金属腐蚀具有重要意义。

一、金属的腐蚀影响因素：金属本身性质，受温度影响很大；【讨论】生活中常见的化学腐蚀；【学生】铁与氯气直接反应而腐蚀；输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀；金属直接氧化性性腐蚀品。

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。

二、电化学腐蚀—钢铁腐蚀【引入】钢铁制品在潮湿空气中的锈蚀就是电化学腐蚀的典型例子。

在潮湿的空气中，钢铁制品表面会形成一薄层水膜，空气中的CO2、SO2、H2S等物质溶解在其中形成电解质溶液，并与钢铁制品中的铁和少量单质碳构成原电池。

由于条件不同，钢铁腐蚀可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。

金属的电化学腐蚀与防护人教版版高中化学选修优质教材

1、牺牲阳极的阴极保护法： P86
①牺牲阳极保护法
原理：形成原电池反应时，让被保护金属做正极（阴极），不反应被保护；而活泼金属做负极（阳极）被腐蚀。
2、外加电源的阴极保护法： P86
辅助阳极（不溶性）
② 外加电流法的阴极保护法
原理：通电后电子被强制流向被保护的钢铁设
备，使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近零，从而起到保护作用。
原电池形成的条件：
①有两种活性不同的金属或非金属做电极 ②两极插入电解质溶液中
③形成闭合回路
④自发的氧化还原
(1)析氢腐蚀：当钢铁处于酸性环境中
负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： 2H++ 2e- = H2↑ 电池反应： Fe + 2H+ = Fe2+ +
H2↑
(2)吸氧腐蚀：中性或酸性很弱条件下
例4：下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是 (4) (2) (1) (3)
例5、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： 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2Fe–4e-＝2Fe2+ 例6、镍—镉可充电电池可发生如下反应： O2+2H2O+4e-＝4OH-
解析：属于电化学腐蚀。
因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因为Fe、C和NaCl溶液形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。
金属的电化学腐蚀