【新人教版】化学选修四：4-4《金属的电化学腐蚀与防护》教案设

第四节金属的电化学腐蚀与防护

●课标要求

1．能解释金属发生电化学腐蚀的原因。

2．认识金属腐蚀的危害。

3．通过实验探究防止金属腐蚀的措施。

●课标解读

1.从原电池原理分析金属发生电化学腐蚀的原因及危害。

2．用原电池、电解池的原理采取措施，防止金属腐蚀。

●教学地位

在学习了原电池原理及电解池原理的基础上展开，介绍了金属腐蚀造成的严重危害、电化学腐蚀的原理及防止金属腐蚀的几种方法，重点是掌握金属电化学腐蚀(析氢腐蚀和吸氧腐蚀)的本质(金属表面形成了微型原电池)，同时指出，人们根据对金属电化学腐蚀本质的认识，发现了防护金属电化学腐蚀的方法。本节内容是本章理论知识的实际应用，有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

●新课导入建议

耸立于美国纽约港外一个海岛上15层楼高的自由女神铜像，历来被认为是美利坚合众国的象征。然而，经过近百年的风风雨雨，它和人一样，已经生“病”了。

自由女神铜像近百年来一直受着一种“疾病”的折磨，那就是电化学腐蚀。“自由女神”的外壳材料是铜，而支撑整个雕像的内支架却是铁的，在它们之间仅用一层浸透油的毛毡隔开。随着时光的流逝，那一层毛毡失去了隔离作用，而大西洋夹带着盐分的潮湿空气不断地向自由女神“攻击”，无数的原电池便在“自由女神”的身上形成了。这种原电池以铁为负极，铜为正极，夹带盐分的湿空气正好在两极之间起着电解质溶液的作用，结果加速了铁的腐蚀。面对自由女神雕像的腐蚀问题，应采取什么措施和方法？

【提示】连接一活泼金属，如Zn，阻止自身形成Fe、Cu原电池，使Fe、Cu作原电池正极，而被保护。

●教学流程设计

步骤1：导入新课、本课时教材地位分析。?步骤2：师生互动完成“探究1，化学腐蚀和电化腐蚀的比较”，可利用【问题导思】中的内容，由浅入深地进行。?步骤3：教师通过【例1】和教材P84～85页教材研析，对“探究1”的内容进行总结。?步骤4：在教师引导下学生完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的1、2两题，验证学生对探究1的掌握情况。?

步骤8：先让学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照【课堂小结】以明确掌握已学的内容，安排学生课下完成【课后知能检测】。?步骤7：在教师指导下学生自主完成【变式训练2】和【当堂双基达标】中的3、4两题，验证学生对探究2的理解掌握情况。?步骤6：教师通过例2的讲解，对“探究2”进行总结。?步骤5：师生互动完成“探究2”。

课标解读重点难点

1.了解金属腐蚀的原因。

2.了解防止金属腐蚀的方法。1.金属电化学腐蚀的原因及反应原理。(重难点)

2.金属电化学防护的方法。(重点)

金属的电化学腐蚀 1.金属的腐蚀

金属

的腐

蚀 概念 金属腐蚀是指金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象 特征

金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面会发生变化 本质

金属腐蚀的本质是金属失去电子变成阳离子，发生氧化反应 类

型

化学腐蚀 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 电化学腐

蚀 不纯的金属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。电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大

2.电化学腐蚀

(1)

析氢腐蚀含义：金属表面的电解质溶液酸性较强。腐蚀

过程有H2放出电极反应负极：Fe －2e －===Fe2＋正极：2H ＋＋2e －===H2↑总反应：Fe ＋2H ＋===Fe2＋＋H2↑

(2)

吸氧腐蚀含义：钢铁表面吸附的水膜，酸性很弱或呈

中性、碱性时，氧气参加电极反应电极

反应负极：2Fe －4e －===2Fe2＋正极：O2＋2H2O ＋4e －===4OH －总反应：2Fe ＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2

1．钢铁发生吸氧腐蚀生成Fe(OH)2，最终生成铁锈的原因是什么？(用化学方程式表示)

【提示】 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O

金属的电化学防护

1.牺牲阳极的阴极保护法

应用原电池原理，让被保护金属作正极，另找一种活泼性较强的金属作负极。

2．外加电流的阴极保护法

利用电解池原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者在电解质溶液里，接外加直流电源。

2．电化学防护的实质是什么？

【提示】 把被保护的金属作原电池正极或电解池阴极，不参与电极反应，从而不被氧化。

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