金属的腐蚀与防护(教案)

1-3-3 金属的腐蚀与防护

课型：新授课主备人：柴强

教学目标

知识与技能:

1.了解金属腐蚀的危害，认识防止金属腐蚀的意义；

2.了解化学腐蚀与电化学腐蚀的意义，理解电化学腐蚀的条件；

3.理解析氢腐蚀与吸氧腐蚀的区别；

4.了解金属防护的一般方法和电化学防护原理。

过程与方法:

运用原电池原理，分析电化学腐蚀的条件，学会区分条件不同，应用原理不同的分析方法，在腐蚀基础上理解金属防护。

情感、态度与价值观:

通过学习，认识到化学是为生产服务的，在日常生活中处处可以见到化学，激发学生的学习兴趣，提升学习效率。

教学重点：

金属腐蚀的原因，金属防护的方法。

教学难点：

析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别

教学过程：

【复习提问】

1、1909年爱迪生发明了镍铁碱性电池，其化学反应原理如下：Fe+NiO2+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2，请判

断负极和正极，电解质溶液是什么?尝试写出电极反应。

(－)Fe+2OH—=Fe(OH)2 +2e—(+)NiO2+2e—+2H2O=Ni(OH)2 + 2OH—

2、有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（）

①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-

②负极上CH4失去电子，电极反应式：CH4+10OH—=CO32—+7H2O +8e—

③负极上是O2获得电子，电极反应式为：O2+2H2O+4e—=4OH—

④电池放电后，溶液PH不断升高

A.①②

B.①③

C.①④

D.③④

【引入新课】由于金属腐蚀而造成的损失非常严重，全世界每年都有大量的金属设备和金属材料都因腐蚀而报废，而由于材料腐蚀造成的事故损失则更为惨重。所以研究金属的腐蚀和防护的意义是不言而喻的。

这节课我们就来看看这方面的内容。

【板书】三、金属的腐蚀与防护

【投影】金属的腐蚀照片。

【学生】预习P27第2段。

【板书】（一）金属腐蚀

1、定义：金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏。

2、分类：化学腐蚀

电化学腐蚀

3、本质：金属失去电子被氧化成金属阳离子的过程。

【教师】化学腐蚀的例子在生活中也可以见到，比如：铜在高温下被空气中氧气氧化而变黑；轧钢时火红

的钢锭表面脱落；做饭用的铁锅天长日久越用越薄等。

【过渡】但是比较严重的还是金属因电化学作用而遭到的电化学腐蚀，下面同学们看看电化学腐蚀的原理。【学生】预习P27到P28倒数第2段。

【教师】电化学腐蚀根据电解质溶液的酸碱性，一般分为两种腐蚀。首先我们看看第1种情况。

【板书】（二）金属电化学腐蚀的原理

1、吸氧腐蚀

（1）条件：弱酸性或中性或碱性（PH>4.3）

（2）原理：(—)2Fe =2Fe2+ + 4e—(+ )O2 + 2H2O + 4e— = 4OH—

总：2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2

白色不溶物

4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3•nH2O + (3—n)H2O

红棕色不溶物铁锈

【提问】如果水膜的酸性比较强，是不是还会发生吸氧腐蚀呢？下面我们来看看这种情况。

【板书】2、析氢腐蚀

（1）条件：较强的酸性（PH<4.3）

（2）原理：(—)Fe =Fe2+ + 2e—(+ )2H+ +2e— =H2↑

【强调】如何判断是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀呢？最主要的还是看电解质溶液的酸碱性。要抓住这一点，切记！

【提问】那么电化学腐蚀与化学腐蚀有什么不同呢？大家思考一下。

【投影】

【教师】下面我们来看看金属的防护，金属防护的原理主要还是依据金属腐蚀的原理。叫做“据腐蚀，来防护”呀！

【学生】预习P29—P30。

【教师】我们在日常生活中也可以看到很多金属防护的例子。比如：自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr，不锈钢不容易生锈；衣架和电线的外面包上一层塑料层，某些工具的“机械转动部位”选用油脂来防锈，为什么不能用油；那么这些属于什么防护措施呢？漆

【学生】回答。

【板书】（三）金属的防护措施

1、改变金属的内部结构，使金属性质改变，成为合金。

2、在金属表面覆盖一层保护层

【提问】在港口，我们经常看到轮船靠船底的外壳处镶嵌着比较多的白色金属锌，那么这些锌是作什么用途呢？

【学生】防止钢材腐蚀。

【教师】对，它属于电化学保护法。

【板书】3、电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。

【教师】讲解原理（以锌铜硫酸铜，用锌铜电极电解硫酸铜为例）。

【板书】（1）牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理

（2）外加电流的阴极保护法——电解原理

（3）外加电源在金属表面形成保护膜

【教师】防腐措施的效果由好到差的顺序如下：

【板书】外接电源的阴极保护法﹥牺牲阳极的阴极保护法﹥有一般防腐条件的腐蚀﹥无防腐条件的腐蚀【练习】下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是（）

【小结】小结本节课的内容。

【作业】P32 4、5 P33 7

【板书设计】三、金属的腐蚀与防护

（一）金属腐蚀

1、定义：金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏。

2、分类：化学腐蚀

电化学腐蚀

3、本质：金属失去电子被氧化成金属阳离子的过程。

（二）金属电化学腐蚀的原理

1、吸氧腐蚀（1）条件：弱酸性或中性或碱性（PH>4.3）

（2）原理：(—)2Fe =2Fe2+ + 4e—(+ )O2 + 2H2O + 4e— = 4OH—

总：2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2

白色不溶物

4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3•nH2O + (3—n)H2O

红棕色不溶物铁锈

2、析氢腐蚀

（1）条件：较强的酸性（PH<4.3）

（2）原理：(—)Fe =Fe2+ + 2e—(+ )2H+ +2e— = H2↑

（三）金属的防护措施

1、改变金属的内部结构，使金属性质改变，成为合金。

2、在金属表面覆盖一层保护层

3、电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。