金属的腐蚀与防护教学设计教案

第3节化学能转化为电能——电池

第3课时金属的腐蚀与防护

【学习目标】

1、能够运用原电池原理解释金属发生电化学腐蚀的原因。

2、学会利用原电池原理和电解原理设计防护的方法。

3、认识金属腐蚀的危害和防护的必要性。

【预习】

三、金属的腐蚀与防护

1、金属电化学腐蚀的原理

（1）金属腐蚀。

金属腐蚀常见的类型：。

（2）电化学腐蚀

①概念：当两种金属（或合金）且又同时暴露在里或与接触时，由于形成原电池而发生的腐蚀就是电化学腐蚀。

电化学腐蚀过程中由于电解质溶液的不同，又可分为和两种。

②吸氧腐蚀

见课本27页图1-3-13：表示的是一块铆有铁铆钉的铜板暴露在潮湿空气中的腐蚀情况，其中为负极，为正极，铜板表面凝结有一层水膜，空气中CO2及沿海地区空气中的NaCl等物质溶解在水膜中形成电解质溶液，从而构成原电池。

电极反应为：负极：正极：

然后OH－与Fe2+结合为Fe(OH)2，故该原电池的总反应为：

Fe(OH)2与潮湿空气反应生成Fe(OH)3：方程式为：

生成的Fe(OH)3分解，从而生成铁锈(Fe2O3·nH2O)，该过程主要消耗O2，称为吸氧腐蚀。③析氢腐蚀

同样是上述腐蚀，若空气中SO2含量较高，处于酸雨的环境下，使水膜酸度较高，即电解质溶液为酸性溶液，正极反应就变为：

总反应为：。该过程为析氢腐蚀。

无论是析氢腐蚀，还是吸氧腐蚀，都使金属成为原电池的负极，金属电子变为金属阳离子而被腐蚀，且金属越越易发生电化学腐蚀。

【例1】下列关于铁器的使用注意事项不正确的是（）

A、避免长期接触潮湿空气

B、避免与酸性物质接触

C、不能接触干燥的空气

D、不能盛放硫酸铜溶液

【例2】下列现象中，不是由于原电池反应造成的是( )

A、含杂质的锌与盐酸反应比纯锌与盐酸反应速率快。

B、金属在潮湿的空气中易腐蚀。

C、纯铁和盐酸反应，如滴入几滴硫酸铜溶液，则可加快反应速率。

D、化工厂中的铁锅炉易腐蚀而损坏。

2、金属的防护

金属的腐蚀主要是电化学腐蚀，只要破坏了原电池的构成要素就可减少电化学腐蚀的发生，常见有以下几种金属防护方法：

(1)让金属制品处于的环境。该方法破坏了电解质溶液的存在，金属不易被腐蚀。

(2)在金属表面加一层。常见的方法是刷一层、、、

、等保护层，效果较好的方法还有在金属表面镀上一层金属防护层。

(3)牺牲阳极保护法：利用原电池原理，让被保护的金属为，用还原性强的金属

为，负极金属被消耗，被保护的金属避免腐蚀。如：镀锌铁可以保护，但镀锡铁一旦镀层损坏后会使更易腐蚀。航海船只的般底四周嵌锌块，就是利用牺牲阳极保护法来保护船体的。

(4)外加电流阴极保护法：

电解原理中，阳极金属发生氧化反应，阴极金属再活泼也不参与反应。故可让被保护金属与外加直流电源的相连让其成为，从而得到防护，该方法为外加电流阴极保护法。

3、判断金属腐蚀快慢的规律

（1）电解原理引起的腐蚀（金属作阳极）﹥原电池原理引起的腐蚀﹥化学腐蚀﹥有防护措施的腐蚀。

（2）对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液﹥弱电解质溶液﹥非电解质溶液（同浓度）。

（3）活动性不同的两金属，活动性差别越大，腐蚀越快。

（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。

【巩固练习】

1、下列说法不正确的是（）

A、铁制品生锈以后可以隔绝里面的铁与空气的进一步接触

B、铁制品的生锈过程是缓慢氧化的过程

C、车、船表面涂上一层油漆可以防止铁生锈

D、生锈报废的铁制品可以回收重新炼铁

2、在下列条件或环境中，铁制品最容易生锈的是（）

A、放在纯净的氧气中

B、浸没在蒸馏水中

C、放在干燥的空气中

D、放在潮湿的空气中

3、化学腐蚀与电化腐蚀的相同点是（）

A、金属原子失电子而被氧化的过程，即金属原子转化为阳离子的过程

B、金属与氧化剂直接反应

C、无电流

D、有电流

4、下列事实不能用电化学原理解释的是（）

A、炒过菜的铁锅未清洗易生锈

B、铝片不需要特殊的保护方法

C、轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌

D、镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀

5、下列做法不能起防锈作用的是( )

A、在金属机械上涂油

B、在铁制品表面镀锌

C、保留铁制品上的铁锈

D、在车、船的表面刷油漆

6、铁是一种应用广泛的金属，下列有关铁的说法中，正确的是（）

A、铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁

B、铁在干燥的空气中容易生锈

C、铁是地壳里含量最多的金属元素

D、用铁锅炒菜可使食物中增加微量铁元素

7、为了防止轮船船体的腐蚀，应在船壳水线以下位置嵌下一定数量的（）

A、铜

B、铅块

C、锌块

D、钠块

8、下列金属防护属于电化学保护的是（）

A、改变金属内部组成结构

B、牺牲阳极阴极保护法

C、在金属表面覆盖一层保护层

D、外加电流阴极保护法

9、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、生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈

C、铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈

D、银制奖牌久置后表面变暗

10、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－→Fe

C、2H2O＋O2＋4e－→4OH－

D、Fe3＋＋e－→Fe2+

11、在被二氧化硫严重污染的空气环境中，钢铁的电化腐蚀明显加快，则此时正极的

电极反应为 ( )

A、2H＋＋2e－→H2↑

B、4OH－→4e－+2H2O＋O2↑

C、2H2O＋O2＋4e－→4OH－

D、Fe－2e－→Fe2+

12、物质在“潮湿的空气中”中发生的变化，主要与空气中某些气体有关。下列说法不正确

的是 ( )

A、钢铁生锈与氧气、水蒸气有关

B、氢氧化钠固体潮解、变质与水蒸气、二氧化碳有关

C、铜器表面生成铜绿与氧气、二氧化碳、水蒸气有关

D、生石灰堆放久了后变质与氧气、水蒸气有关

13、下列有关纯铁的描述正确的是（）

A、熔点比生铁的低

B、与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快

C、在冷的浓硫酸中可钝化

D、在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀

14、小明家里收藏了一件清代的铝制佛像，该佛像至今仍保存十分完好。该佛像未锈蚀的主

要原因是（）

A、铝不易发生化学反应

B、铝的氧化物容易发生还原反应

C、铝不易被氧化

D、铝易氧化，但氧化铝具有保护内部铝的作用

15、下列各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是：（）

A、（4）>（2）>（1）>（3）

B、（2）>（1）>（3）>（4）

C、（4）>（2）>（3）>（1）

D、（3）>（2）>（4）>（1）

16、家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的

化学反应是（）

A、4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3

B、2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2

C、2H2O＋O2＋4e－===4OH－

D、Fe－3e－===Fe3＋

17、现有①汽车②机器上的齿轮③门把手④锯条⑤铁洗脸盘等常见铁制品。为了防止它们生锈，通常适合采用下面哪一种方法。（填序号）

（1）在表面喷漆___ ______；（2）在表面涂油___ ______；

（3）在表面镀一层其他金属_________；（4）制成不易生锈的合金不锈钢_________；（5）在表面烧制搪瓷_________；（6）使其表面形成致密的氧化物保护膜_________；

18、在A、B、C三个烧杯中分别盛有同体积、同物质的量浓度的NaNO3、HCl和KCl溶液，