《金属的腐蚀与防护》参考教案

PAGE10《金属的腐蚀与防护》教学设计【教学目标】一、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。二、方法与过程通过学习增强保护环境的意识，节约意识。三、情感与价值观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。【教学重难点】吸氧腐蚀、析氢腐蚀的原理【教学过程设计】【讲述】金属曾是人类文明发展的历史标志，如铜器时代、铁器时代，在现代社会中，钢铁等金属材料的产量和质量仍是反映国民经济发展水平的重要指标，然而人们对谁处可见的金属腐蚀现象早已习以为常，不以见怪。我们来看一下我们日常生活中的金属腐蚀现象。【板书】金属的腐蚀与防护【讲述】请同学们看大屏幕

【讲述】通过图片的观察大家对金属的腐蚀有了一个初步的认识，现在请一名同学阅读教材P84第一自然段的内容，了解一下金属腐蚀给我们带来怎样的危害。【过渡】既然金属的危害如此之大，下面让我们一起来探究一下如何避免这种腐蚀的发生。【探究铁钉腐蚀的条件】

编号①②③④⑤实验方案煮沸后迅速冷却的蒸馏水且加植物油铁钉棉花干燥剂氯化钙铁钉且盖上塞子蒸馏水铁钉NaCl溶液铁钉醋酸溶液铁钉记录无锈蚀无锈蚀与空气接触部分有铁锈铁钉表面有较多铁锈铁钉表面有较多铁锈结论铁钉与空气、水同时接触才会锈蚀，且有电解质溶液时锈蚀加快，相同时间产生更多的铁锈。【提问】请大家分析为什么会有这样的区别【讲述】我们通过对实验的观察不难得出如下的结论：铁钉与空气、水同时接触才会锈蚀，且有电解质溶液时锈蚀加快，相同时间产生更多的铁锈。【讲述】铁钉是铁碳熔合而成的合金，像这样，不纯的金属在和电解质溶液接触时会发生原电池反应从而使金属发生腐蚀，我们称为金属的电化学腐蚀。【板书】一、金属的腐蚀1金属的电化学腐蚀【讲述】金属的腐蚀还有另一类，（把定义打出来边看边解释）比如说铁与干燥的气体（O2、Cl2、SO2）或非金属电解质液体（石油）接触时，在一定条件下就会发生化学反应，我们把这类腐蚀称作化学腐蚀。石油腐蚀金属接触主要是含硫化合物的影响。【板书】2金属的化学腐蚀【问题】金属的化学腐蚀与哪些因素有关？

【结论】温度是影响化学腐蚀影响因素之一。【讲述】在生产生活中比较普遍而且危害较大的是金属的电化学腐蚀。在这里我们来重点讨论一下金属发生电化学腐蚀的原理。请同学们阅读教材-ne-=Mn（发生氧化反应）。【演示实验探究】问题：解释图片中出现的现象。

【解释】由于铁钉发生吸氧腐蚀，氧气被消耗掉，导致具支试管内的压强降低，外界大气压把水压入导管内。【过渡】刚刚我们了解了金属腐蚀的基本形式，并且知道金属腐蚀的形式中以金属的电化学腐蚀为主，现在我们从电化学的角度研究金属的腐蚀的防护问题。以钢铁腐蚀为例，无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，铁都做负极，碳做正极，负极流出电子而被消耗，作为正极的碳接受负极流入的电子而保护起来。现在假如要把铁保护起来，如何操作做呢【问题】如何保护铁【讲述】用铁做正极，用一种比铁更活泼的金属和它相连。这样在形成原电池时，活泼的金属做负极，冲锋陷阵，被牺牲掉了，从而铁做正极流入电子，多余的电子抑制了铁失去电子而保护起来。这样的例子还有很多（点击课件），比方说轮船上镶嵌的锌铆与海水构成的原电池，在轮船吃水线以下，镶嵌着一的排排的锌块，作为原电池的负极流出电子到铁的表面而把铁保护起来。这一排排的锌块起到了保护船体钢板的作用。【问题讨论】如果轮船上不嵌入锌块，而嵌入铜块效果如何【嵌入锌块是让锌冲锋陷阵牺牲锌呢，而嵌入铜块后，起到了相当于引蛇出洞的作用了，铁做负极，加快了铁的腐蚀。】【小结】这种防护方法实际上是消耗负极的正极保护法，但习惯上称作牺牲阳极的阴极保护法。电化学上规定：电子流出的一极叫阳极（负极），电子流入的一极叫阴极（正极）即：牺牲阳极的阴极保护法。【实验演示】接下来我们通过一个实验来验证一下（点击课件的超链接）。为什么看不到沉淀原因是无亚铁离子生成。通过实验进一步验证了牺牲阳极的阴极保护法可以很好的保护金属，避免金属的腐蚀。【问题】金属表面能够富集大量的电子金属就可以避免腐蚀，除了金属做原电池的正极外还有没有其他方法也能在其表面富集电子呢【讲述】接着来学习另一种保护方法——外加电流的阴极保护法。我们前面学习过化学电源，如干电池，只要与电源的负极相连，电池的负极流出电子，如果把被保护的金属连上，电池的另一极正极连上辅助电极，也同样会起到保护金属不会腐蚀的作用。【原理说明】我们都知道，钢铁在发生电化学腐蚀时，铁是作负极，有电子流出，如果要抑制它表面电子的流出的趋势，就需要把它接在外加电源的负极，当通电后，电子就被强制的往回流，这样有了电子的流入，有电子的流入我们就把这极称作阴极，即外加电流的阴极保护法。

金属的金属的防护本质：阻止M-ne-=Mn的发生方法应用电化学保护其他牺牲阳极的阴极保护法

外加电流的阴极保护法改变金属的内部结构

在金属表面附盖保护层不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而耗损。金属的腐蚀的快慢与下列两种因素有关：（1）与构成原电池的材料有关。两级材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率越快。（2）与金属所接触的电解质强弱有关。活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质中的腐蚀。【板书设计】金属的腐蚀与防护一、金属的电化学腐蚀失电子1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。失电子①金属腐蚀的本质：金属原子金属阳离子M–ne-→Mn（氧化反应）②金属腐蚀的类型：化学腐蚀——直接反应电化学腐蚀——原电池反应2电化学腐蚀析氢腐蚀和吸氧腐蚀⑴吸氧腐蚀：中性或酸性很弱条件下负极：2Fe-4e-=2Fe2正极：O22H2O4e-=4OH-电池反应：2FeO22H2O=2FeOH2⑵析氢腐蚀：当钢铁处于酸性环境中负极：Fe-2e-=Fe2正极：2H2e-=H2↑电池反应：Fe2H=Fe2H2↑二、金属的电化学防护1牺牲阳极的阴极保护法2外加电流的阴极保护法3金属防护的几种重要方法①在金属表面覆盖保护层。②改变金属内部的组成结构，制成合金。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。【教学反思】通过本节课的教学，学生能认识金属腐