金属腐蚀与防护教案

1、个性化教案金属的腐蚀与防护适用学科化学适用年级高三适用区域 全国课时时长（分钟）60min知识点1、原电池原理2、金属腐蚀的原理3、金属防护。教学目标知识与技能：（1）结合所学原电池原理，联系生活了解金属腐蚀的原理。（2）能够利用电化学知识进行金属防护。过程与方法：尝试从学习和生活中发现化学问题，提出探究方案,与他人合作探讨，提出解决问题的对策，并且组织规范的语言表达出来。情感态度价值观：激发探究化学问题的兴趣和动机，关注化学在生活中的实际应用，做到学以致用，形成节约资源，循环利用资源的可持续发展观念。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腐蚀的电化学原理教学过程一、复

2、习预习回顾原电池、电解池原理，通过多媒体展示进行回顾，引出本节课内容。二、知识讲解本节是在学习了电解和电池的知识之后，结合实际问题对所学化学知识的应用。金属腐蚀是一个普遍存在的现象，但在学习电化学知识之前，学生对金属腐蚀现象仅限于化学腐蚀，通过本节的学习能促进学生对金属腐蚀现象的进一步认识，金属发生腐蚀更多的是电化学腐蚀，利用原电池的原理分析钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，提高知识的理解和运用。再利用电化学知识对金属进行防护，是对所学电知识的综合灵活的运用，学好本节将对前面所学的电解和原电池的知识起到巩固和提高的作用。考点/易错点1从原电池的原理引导学生认识钢铁的两种腐蚀方式，同时进一步增进对原电池

3、原理的认识总结：析氢腐蚀和吸氧腐蚀展示表格析氢腐蚀吸氧腐蚀发生条件酸性中性或碱性电极反应2H+2e- = H2O2+2H2O+4e-=4OH反应总式Fe+2HCl=FeCl2+H22Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2通过对比，认识两种腐蚀方式的区别和联系每年高考原电池的考点，判断哪类腐蚀是关键。在这里经常容易搞混两种腐蚀方式，应注意区分。考点/易错点21、鉴于金属发生腐蚀的原因，我们可以从哪些方面设想解决问题的思路？2、在生活和学习的过程中，你了解哪些防止金属腐蚀的具体方法？结合课本图片和投影，思考交流。(明确研究方向，学习解决问题的方法。)此知识点在高考中经常出现选择题，联系生活实际

4、，符合出题方向。易错点在于学生很难做出知识的迁移，联系生活实际能力差。缺乏正确的解题思路，无法联系方法和原理。考点/易错点3金属的防护 1、在金属表面覆盖保护层。如： 涂油漆 2、改变金属内部的组织结构，制成不锈钢。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。牺牲阳极的阴极保护法原理：形成原电池反应时，让被保护金属作正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属作负极受到腐蚀。外加电流的阴极保护法原理：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阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。4、经浓硝酸等强氧化剂处理或者运用电化学方法使金属表面钝化。教师解答普遍

5、性的问题，起到画龙点睛的作用。此知识点为高考频现的考点，要求学生掌握最基本的金属防护方法，以及各种方法的原理。易错点在于原电池、电解池联系电化学腐蚀时出现混淆。易造成错误。三、例题精析【例题1】下列各种方法中能对金属起到阻止或减缓腐蚀作用的措施是()金属表面涂抹油漆改变金属的内部结构保持金属表面清洁干燥在金属表面进行电镀使金属表面形成致密的氧化物薄膜A BC D全部【答案】D【解析】防止金属腐蚀的常用方法有：a.改变金属的内部结构；b.覆盖保护层，如；c.电化学防护法，如可以防止在金属表面形成原电池而发生腐蚀。【例题2】 相同材质的铁在图中的四种情况下不易被腐蚀的是()AB. C D.【答案】

6、C【解析】在A中，食醋提供电解质溶液环境，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；在B中，食盐水提供电解质溶液环境，炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；在D中，酸雨提供电解质溶液环境，铁铆钉和铜板分别作负极、正极，形成原电池；在上述三种情况中，都是铁作负极，铁容易被腐蚀；在C中，铜镀层将铁球覆盖、使铁被保护，所以铁不易被腐蚀。【例题3】下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是()A纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法

7、D可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀【答案】AC【解析】本题考查了金属的腐蚀与防护。纯银器表面在空气中易形成硫化银而使银器表面变黑，所以是化学腐蚀，A正确；铁与锡构成原电池，铁作负极，加快了铁的腐蚀，B错；海轮外壳中的金属与连接的锌块构成原电池，锌作负极，可以保护海轮，C正确；外加直流电源保护器件时，必须连接电源负极，D错。四、课堂运用【基础】1. 大雪后常使用融雪盐来清除道路积雪。过去常用氯化钠等无机盐，降低冰雪的冰点，而现在往往用环保型有机盐与缓蚀剂，但它们的融雪原理相同。下列叙述不正确的是()A环保型有机盐与缓蚀剂的融雪原理为盐溶于水后，使冰雪的冰点降低B使用环保型

8、融雪盐可以减缓对路面和桥梁中钢筋的腐蚀C使用环保型融雪盐可以减少对植物的危害D使用环保融雪盐主要是给植物补充养分【答案】DX k b 1 . c o m【解析】本题关键是弄清钢铁的电化学腐蚀原理，使用氯化钠等无机盐易形成电解质溶液，加速了钢铁的腐蚀，而使用环保型有机盐与缓蚀剂，不仅能够起到融雪的效果，而且能够减少钢铁的腐蚀。2. 钢铁的锈蚀过程中，下列五种变化可能发生的是()Fe由2价转化为3价O2被还原H被还原有Fe2O3·xH2O生成杂质碳被氧化除去A BC D【答案】C【解析】钢铁在发生电化学腐蚀时，依据介质的不同可以发生两类原电池反应：(1)当钢铁表面的电解质溶液的水膜酸性较

9、强时，钢铁发生析氢腐蚀，其电极反应式是正极2H2e=H2，负极Fe2e=Fe2；(2)当钢铁表面的电解质溶液的水膜酸性较弱或呈中性时，钢铁发生吸氧腐蚀，导致钢铁表面生成铁锈。同时在电解质溶液中还发生了如下一系列的反应：2FeO22H2O=2Fe(OH)2，4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水生成Fe2O3·xH2O。【巩固】1. 钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe2H2OO2=2Fe24OH。以下说法正确的是()A负极发生的反应为Fe2e=Fe2B正极发生的反应为2H2OO22e=4OHC原电池是将电能转变为化学能的装置D钢柱在

10、水下部分比在空气与水交界处更容易被腐蚀【答案】A【解析】本题考查了电化学腐蚀的知识。钢铁发生吸氧腐蚀，负极：Fe2e=Fe2，正极：2H2OO24e=4OH，选项A正确。2. 炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中有NaCl)，第二天便会被腐蚀而出现红褐色铁锈，试回答：(1)铁锅的腐蚀属于_腐蚀，其原因是_。(2)铁锅锈蚀的电极反应方程式为：负极：_，正极_。正、负极电极反应的产物会继续发生反应，反应的离子方程式或化学方程式为_【答案】(1)吸氧腐蚀铁锅是铁合金，其中含碳，铁锅中的铁和碳就会和表面残留的强电解质NaCl的水溶液形成许多微小的原电池发生电化学腐蚀，并且NaCl溶液呈中性，所以发生的是电化

11、学腐蚀中的吸氧腐蚀(2)2Fe4e=2Fe22H2OO24e=4OH2FeO22H2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3、2Fe(OH)3(x3)H2O=Fe2O3·xH2O【解析】(1)铁锅的腐蚀属于吸氧腐蚀；因为铁锅是铁合金，其中含碳，铁锅中的铁和碳就会和表面残留的强电解质NaCl的水溶液形成许多微小的原电池；并且NaCl溶液呈中性，所以发生吸氧腐蚀，是电化学腐蚀。(2)在铁锅中铁比较活泼，做负极，电极反应：2Fe4e=2Fe2；碳做正极，电极反应：2H2OO24e=4OH；总反应为2FeO22H2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2O22H2O

12、=4Fe(OH)3、2Fe(OH)3(x3)H2O=Fe2O3·xH2O。【拔高】1. 把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液的混合溶液的玻璃皿中(如下图所示)，经一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是()A和附近B和附近C和附近 D和附近【答案】B【解析】a是电解池，Zn为阴极，电极产物为H2和NaOH，b是原电池，Zn发生吸氧腐蚀，Fe为正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH。2. 铁生锈是比较常见的现象，某实验小组为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法：首先检查制氧气装置的气密性，然后按连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3分钟左右，观察到的实验现象为：直形管中用

13、蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；直形管管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；烧杯中潮湿的铁丝依然光亮。试回答以下问题：(1)由于接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于_。能表示其原理的反应方程式为_。(2)仪器A的名称为_，其中装的药品可以是_，其作用是_。(3)由实验可知，该类铁生锈的条件为_。决定铁生锈快慢的一个重要因素是_。【答案】(1)电化学腐蚀负极：2Fe4e=2Fe2，正极；2H2OO24e=4OH(2)球形干燥管碱石灰(或无水氯化钙)干燥O2(3)与O2接触、与水接触氧气浓度【解析】钢铁在潮湿环境下形成原电池，发生电化学腐蚀。此实验在直形管中

14、的现象说明，潮湿是铁生锈的必须前提，而没有潮湿程序对生锈快慢的影响，直形管实验与烧杯实验的对比，则说明O2浓度是影响生锈快慢的一个重要因素。课程小结本节要求学生结合所学原电池原理，联系生活了解金属腐蚀的原理。并能够利用电化学知识进行金属防护。本节利用电化学知识对金属进行防护是电化学知识的综合应用，措施的选择和设计能促进学生对电化学知识的深入理解，同时也会使学生在情感态度和价值观方面体会化学的实用性，增加学习的兴趣。本节的重要知识点有两个:一是金属的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，二是牺牲阳极保护法和阴极电保护法，教学中先引导学生讨论分析，然后利用列表形式进行比较总结，使相似知识的异同一目了然，以收到较好的

15、教学效果。课后作业【基础】1. X、Y、Z、M 代表四种金属元素。金属X 和Z 用导线连接放入稀硫酸中时，X 溶解，Z 极上有氢气放出；若电解Y2+和Z2+共存的溶液时，Y 先析出；又知M2+的氧化性强于Y2+。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为AXZYM BXYZM CMZXY DXZMY【答案】A【解析】金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有氢气放出，所以X是负极，Z是正极，所以金属的活动性XZ，若电解Y2+和Z2+离子共存的溶液时，Y先析出，说明Y2+氧化性强于Z2+，所以金属的活动性ZY，M2+离子的氧化性强于Y2+离子，所以金属的活动性YM，综上可知四种金属的活动性由

16、强到弱的顺序为XZYM故选B2. 铁生锈是比较常见的现象，某实验小组为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法：首先检查制氧气装置的气密性，然后按连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3分钟左右，观察到的实验现象为：直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；直形管管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；烧杯中潮湿的铁丝依然光亮。试回答以下问题：(1)由于接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于_。能表示其原理的反应方程式为_。(2)仪器A的名称为_，其中装的药品可以是_，其作用是_。(3)由实验可知，该类铁生锈的条件为_。决定铁生锈快慢的一个重要因素是_。

17、【答案】(1)电化学腐蚀负极：2Fe4e=2Fe2，正极；2H2OO24e=4OH(2)球形干燥管碱石灰(或无水氯化钙)干燥O2(3)与O2接触、与水接触氧气浓度【解析】钢铁在潮湿环境下形成原电池，发生电化学腐蚀。此实验在直形管中的现象说明，潮湿是铁生锈的必须前提，而没有潮湿程序对生锈快慢的影响，直形管实验与烧杯实验的对比，则说明O2浓度是影响生锈快慢的一个重要因素。【巩固】1. 目前脱氧保鲜剂已广泛用于食品保鲜、粮食及药材防虫、防霉等领域，含铁脱氧剂应用铁易被氧化的性质来完全吸收包装内的氧，从而对包装内的物品起到防氧化作用。当脱氧剂变成红棕色时则失效。下表是一种含铁脱氧保鲜剂的配方。主要原料

18、用量含碳4%铸铁粉滑石粉食盐乙醇80%40%4 g适量下列反应式中与铁脱氧原理无关的是()AFe2e=Fe2BCO2=CO2C4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3D2Fe(OH)3Fe2O33H2O【答案】B【解析】铁脱氧原理的实质是铁发生吸氧腐蚀，负极：Fe2e=Fe2，正极：O24e2H2O=4OH，生成的Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3，所以选B。新 课 标 第 一 网2. 钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为_。(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用上图甲所示的方案，

19、其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_。A铜 B钠C锌 D石墨(3)上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_极。【答案】(1)负极：2Fe4e=2Fe2正极：O22H2O4e=4OH(2)C(3)负【解析】(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失去电子，正极上O2得到电子。(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌，就可由锌失去电子，锌被溶解，而铁被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接电源的负极。【拔高】1. 某研究小组对铁生锈进行研究。(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后

20、，甲同学观察到的现象是：A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是_。铁钉发生电化腐蚀的正极电极反应式为_实验B所用的水要经过_处理；植物油的作用是_。实验C中碱石灰的作用是_。(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是_ _，该实验_(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。(3)丙同学为了探究铁锈(Fe2O3·nH2O)的组成，将甲同学实验产生的铁锈刮下来，称取1.96 g这种铁锈，按如图所示装置进行实验。充分反应后，称得B装置的质量增加0.36 g，C装置的质量增加1.32 g，则根据实验数据，推断铁锈的化学式中n值为_。(4)为了保证实验安全，实验开始时应先点燃_(填A或E)处的酒精灯。【答案】(1)有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)O24e2H2O=4OH煮沸(或“除去氧气”)，隔绝空气(或“防止氧气与铁接触”)吸收水蒸气(或“干燥”“保持试管内干燥环境”)(2)铁的腐蚀要吸收氧气(或“氧气参与反应”“消耗了氧气”)使气体体积减少 不能wm(3)2(4)E【解析】(1)铁内部一般含有碳，是铁发生电化