高中化学 第1章 化学反应与能量转化 1.3 金属的腐蚀与防护教案 鲁科版选修4

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1、1.3.3金属的腐蚀与防护【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

2、下我们日常生活中的金属腐蚀现象。【板书】1.3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

3、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、

4、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P84~P85完成学案中的金属的电化学腐蚀。 析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈强酸性水膜呈中性或弱酸性电极反应负极Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-

5、4e-=2Fe2+正极C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-总反应2H++Fe2+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+（3-x）H2O联系金属的腐蚀以电化腐蚀为主，电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主。【板书】（1）析氢腐蚀（2）吸氧腐蚀【讲述】现在我们学完了金属的电化学腐蚀，下面我们把金属腐蚀的两种方式对比一下。类型化学腐蚀电化学腐蚀发生的条件金属与接触物直接反应不纯金属或合金与电解质溶液形成原电池

6、电流无电流产生有电流产生本质金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀相互关系电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多，腐蚀速率也快很多【讲述】金属发生金属腐蚀的本质：M-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

7、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

8、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