金属的腐蚀与防护教案

金属的腐蚀与防护教案一、教学目标1.知识与技能目标了解金属腐蚀的概念、本质及分类。理解化学腐蚀和电化学腐蚀的原理，能正确书写电极反应式和总反应式。掌握金属防护的常用方法，如改变金属内部结构、覆盖保护层、电化学保护法等，并能解释其原理。2.过程与方法目标通过实验探究、案例分析、小组讨论等活动，培养学生观察、分析、归纳和解决问题的能力。引导学生运用对比、类比等方法，理解不同类型金属腐蚀的差异，提高学生的逻辑思维能力。3.情感态度与价值观目标通过了解金属腐蚀的危害，增强学生的环保意识和节约资源意识。培养学生的创新精神和实践能力，激发学生学习化学的兴趣，体会化学与生活的紧密联系。

二、教学重难点1.教学重点电化学腐蚀的原理。金属防护的方法。2.教学难点析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式的书写及区别。金属防护方法的实际应用及原理分析。

三、教学方法讲授法、实验探究法、小组讨论法、多媒体辅助教学法

四、教学过程

（一）导入新课（5分钟）【展示图片】展示一些金属腐蚀的图片，如生锈的铁制品、被腐蚀的铜像等。【提出问题】同学们，在日常生活中，我们经常会看到金属制品生锈、被腐蚀的现象，那么金属为什么会被腐蚀呢？金属腐蚀会给我们带来哪些危害呢？【学生思考回答】学生根据生活经验，回答金属腐蚀可能是由于与空气中的氧气、水等物质接触，金属腐蚀会影响金属制品的使用寿命，造成经济损失等。【教师总结】金属腐蚀是一个普遍存在且非常重要的问题，它不仅会影响金属制品的性能和使用寿命，还会造成资源的浪费和环境污染。今天，我们就来深入学习金属的腐蚀与防护。

（二）金属的腐蚀（20分钟）1.金属腐蚀的概念【讲解】金属腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。2.金属腐蚀的本质【提问】从化学变化的角度来看，金属腐蚀的本质是什么？【学生回答】金属原子失去电子变成金属阳离子，即金属被氧化。【教师总结】金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程：Mne=Mn+3.金属腐蚀的分类化学腐蚀【讲解】化学腐蚀是指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。【举例】如铁与氯气直接反应：2Fe+3Cl₂=2FeCl₃【强调】化学腐蚀过程中无电流产生。电化学腐蚀【实验探究】【实验1】将一枚铁钉放在盛有稀硫酸的试管中，观察现象。【实验2】将一枚铁钉放在盛有氯化钠溶液的试管中，观察现象。【实验现象】实验1中，铁钉表面有气泡产生；实验2中，铁钉表面逐渐生锈。【讲解】电化学腐蚀是指不纯的金属或合金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的腐蚀。【分析实验2】在氯化钠溶液中，铁钉中的铁和杂质碳形成了许多微小的原电池。铁为负极，发生氧化反应：Fe2e=Fe²⁺；碳为正极，在正极上发生还原反应：2H₂O+O₂+4e=4OH⁻。总反应式为：2Fe+2H₂O+O₂=2Fe(OH)₂，Fe(OH)₂进一步被氧化生成铁锈（Fe₂O₃·xH₂O）。【强调】电化学腐蚀过程中有电流产生，且比化学腐蚀更普遍、更严重。析氢腐蚀和吸氧腐蚀【讲解】在电化学腐蚀中，根据电解质溶液的酸碱性不同，又可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。【对比分析】析氢腐蚀【条件】金属在酸性较强的溶液中发生析氢腐蚀。【电极反应】负极：Fe2e=Fe²⁺；正极：2H⁺+2e=H₂↑【总反应式】Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑吸氧腐蚀【条件】金属在中性或弱酸性溶液中发生吸氧腐蚀。【电极反应】负极：Fe2e=Fe²⁺；正极：2H₂O+O₂+4e=4OH⁻【总反应式】2Fe+2H₂O+O₂=2Fe(OH)₂【强调】在钢铁的腐蚀中，吸氧腐蚀更为普遍。

（三）金属的防护（20分钟）1.改变金属内部结构【讲解】通过制成合金，改变金属的内部结构，提高金属的抗腐蚀能力。例如，不锈钢中加入了铬、镍等元素，使其具有较强的抗腐蚀性能。2.覆盖保护层涂油漆【讲解】在金属表面涂上一层油漆，可以隔绝金属与空气、水等的接触，防止金属腐蚀。如铁栏杆表面涂漆。电镀【讲解】电镀是在金属表面镀上一层其他金属或合金，以增强金属的抗腐蚀能力。如在铁制品表面镀锌。钝化【讲解】钝化是使金属表面形成一层致密的氧化物薄膜，阻止金属进一步被氧化。如常温下，铁、铝在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化。3.电化学保护法牺牲阳极的阴极保护法【讲解】这种方法是将较活泼的金属（如锌、镁等）连接在被保护的金属上，形成原电池。较活泼的金属作为负极，被腐蚀；被保护的金属作为正极，得到保护。【举例】在轮船的船壳上连接锌块，锌块不断被腐蚀，从而保护了轮船的钢铁外壳。外加电流的阴极保护法【讲解】这种方法是将被保护的金属与电源的负极相连，形成电解池。被保护的金属作为阴极，不发生反应；而将惰性电极作为阳极，在电解质溶液中通入直流电，使阳极上发生氧化反应，从而保护了阴极。【举例】在一些大型钢铁设施上，常采用外加电流的阴极保护法。

（四）课堂小结（5分钟）【引导学生回顾】请同学们回顾一下本节课所学的内容，金属腐蚀的概念、本质、分类，以及金属防护的方法。【学生回答】金属腐蚀是金属与周围物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象，本质是金属原子失去电子被氧化；金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，电化学腐蚀又包括析氢腐蚀和吸氧腐蚀；金属防护的方法有改变金属内部结构、覆盖保护层、电化学保护法等。【教师总结】本节课我们系统地学习了金属的腐蚀与防护，了解了金属腐蚀的危害和原理，掌握了金属防护的常用方法。希望同学们能够将所学知识应用到实际生活中，保护金属制品，节约资源，减少环境污染。

（五）课堂练习（10分钟）【投影展示练习题】1.下列关于金属腐蚀的说法正确的是（）A.金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被还原B.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行C.铁的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D.铜在潮湿的空气中不会被腐蚀2.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.Fe2e=Fe²⁺C.2H₂O+O₂+4e=4OH⁻D.Fe3e=Fe³⁺3.下列金属防护的方法中，应用了牺牲阳极的阴极保护法的是（）A.钢铁船身嵌入锌B.车圈、车铃钢上镀铬C.枪炮表面涂上一层油漆D.地下钢管连接镁块4.如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：

（1）若试管内液面上升，则原溶液呈________性，发生________腐蚀，电极反应式为：负极________________，正极________________。（2）若试管内液面下降，则原溶液呈________性，发生________腐蚀，电极反应式为：负极________________，正极________________。

【学生练习】学生独立完成练习题。【教师巡视指导】教师巡视学生的练习情况，及时发现问题并给予指导。【答案讲解】教师公布练习题答案，对学生的练习情况进行点评，讲解解题思路和方法。

（六）布置作业（5分钟）1.课后习题：教材[具体页码]相关习题。2.查阅资料，了解金属腐蚀与防护在航空航天、电子工业等领域的应用，并撰写一篇简短的报告。

五、教学反思通过本节课的教学，学生对金属的腐蚀与防护有了较为系统的认识。在教学过程中，通过实验探究、案例分析等活动，激发了学生的学习兴趣，培养了学