資源簡介

第四章 化學反應與電能
第三節 金屬的腐蝕與防護
【教學目標】
1.認識金屬腐蝕的嚴重性及危害，培養防止金屬腐蝕的意識，熟知金屬腐蝕常用的防護方法。
2.探究金屬腐蝕的本質及其原因，認識金屬腐蝕的主要類型，能正確書寫析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應式。
3．能用電化學原理解釋鋼鐵腐蝕的現象。
4.掌握金屬防護的方法，能夠利用電化學知識進行金屬的防護。
【教學重難點】
1.金屬的電化學腐蝕及電化學防護原理；
2.金屬發生析氫腐蝕和吸氧腐蝕的原理。
【輔助工具】
多媒體、視頻
【教學過程】
【導入】圖片展示：金屬腐蝕在生活中很常見。
【師】金屬腐蝕存在一些危害，比如說會造成經濟損失，引發安全威脅。這節課我們就來深入的學習金屬腐蝕的相關知識點。
【講解】
1.金屬腐蝕的定義：指金屬與周圍的氣體或液體發生氧化還原反應而引起損耗的現象。
化學腐蝕與電化學腐蝕的比較
化學腐蝕 電化學腐蝕
定義 金屬與其表面接觸的一些物質直接反應而引起的腐蝕 不純的金屬或合金與電解質溶液接觸時，會發生原電池反應，比較活潑的金屬失電子而被氧化的腐蝕叫做電化學腐蝕
本質 金屬直接被氧化的過程 較活潑的金屬被氧化的過程
有無電流 無 有
共同點 都是金屬的氧化反應
相互聯系 化學腐蝕與電化學腐蝕往往同時發生，但電化學腐蝕更普遍，危害更嚴重 化學腐蝕相對較慢，電化學腐蝕相對較快
【過渡】由于條件不同，鋼鐵腐蝕可分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕。
【講解】2.鋼鐵的電化學腐蝕
析氫腐蝕
負極：Fe－2e－===Fe2＋
正極：2H＋＋2e－===H2↑
總：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
【思考】析氫腐蝕下的電解質溶液應當滿足什么條件？
【講解】析氫腐蝕過程中電解質溶液呈強酸性、較強酸性
吸氧腐蝕
負極：Fe－2e－===Fe2＋
正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
總：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
其他反應：
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4 Fe(OH)3
2Fe(OH)3＝Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O
【思考】吸氧腐蝕下的電解質溶液應當滿足什么條件？
【講解】吸氧腐蝕過程中電解質溶液呈弱酸性或呈中性、有氧。
【播放視頻】
【思考與探究】實驗4-3
將經過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖的裝置中。一段時間后觀察導管中水柱的變化，思考原因。
【引導】一段時間后水柱升高，因為發生吸氧腐蝕，試管內壓強減小，水柱升高
涉及的反應：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
【小結】學生交流總結并完成下列表格的填寫
析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比較
類型 析氫腐蝕 吸氧腐蝕
條件
電極反應 負極
正極
總反應式
相互聯系
【講解】金屬腐蝕的快慢規律
金屬腐蝕類型的差異
電解原理引起腐蝕>原電池原理引起腐蝕>化學腐蝕>有防護措施的腐蝕
電解質溶液的影響
對同一金屬來說，腐蝕的快慢（濃度相同）：
強電解質溶液 > 弱電解質溶液 > 非電解質溶液；
對同一電解質溶液來說，電解質濃度越大，腐蝕速率越快；
對活潑型不同的兩種金屬，活潑性差別越大，腐蝕速率越快。
【過渡】既然金屬腐蝕在生活中很常見，又會存在一些危害，那如何進行防護呢？
【PPT展示圖片】生活中金屬的防護
【師】所謂的金屬防護，即就是防止金屬的腐蝕，要解決的主要問題是使金屬不被氧化，應從金屬腐蝕的化學反應原理、腐蝕的類型等方面來確定金屬防護的具體方法。
方法一：改變金屬材料的組成
方法二：在金屬表面覆蓋保護層
方法三：電化學保護法
犧牲陽極法：形成原電池反應時，讓被保護金屬做正極，不反應，起到保護作用；而活潑金屬反應受到腐蝕
原理：原電池原理
要求：活潑性強的金屬作負極，被保護金屬作正極。
實驗探究犧牲陽極法
檢驗Fe2+的特征方法：加入鐵氰化鉀溶液，若產生藍色沉淀，則證明沒有起到防護作用。
外加電流法：利用電解池原理，將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金屬設備的腐蝕。
原理：電解池原理
要求：被保護的金屬與外接電源負極相連作陰極。
【小結】
金屬的電化學防護法
【課堂小結】
【板書設計】
【鞏固練習】
1．銅板上的鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如圖所示，下列有關說法不正確的是( )
A．正極的電極反應為2H＋＋2e－===H2↑
B．此過程中還涉及的反應：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=== 4Fe(OH)3
C．此過程中銅并不被腐蝕
D．此過程中電子從Fe流向Cu

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