高中化学金属的腐蚀与防护教案

精品教案

第四章电化学基础

第四节金属的电化学腐蚀与防护

一、教材分析

《金属的电化学腐蚀与防护》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第四章第四节，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，并具体地介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法,不但运用原电池原理(牺牲阳极的阴极保护法)，也再次运用了电解原理(外加电流的阴极保护法),加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。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。

二、教学目标

1．知识目标：

(1) 知道金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）。

(2) 能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。

(3) 知道防护金属腐蚀的方法。

2．能力目标：

（1）学会设计控制单一变量进行对比实验以及对实验设计进行评价。

（2）从实验探究过程中提高对实验现象的观察能力和分析能力。

3．情感、态度和价值观目标：

（1）通过金属腐蚀与生产、生活实

篇一：金属的电化学腐蚀与防护知识点

【知识梳理归纳】

一、金属的电化学腐蚀 1．金属的腐蚀 (1)概念

金属或合金与周围的物质发生反应而引起损耗的现象． (2)实质

金属原子电子变成阳离子的过程．即金属发生了反应． (3)类型

根据与金属不同，可分为腐蚀和腐蚀．

2．化学腐蚀

金属跟接触到的干燥气体如(O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生而引起的腐蚀．

3．电化学腐蚀 (1)概念

不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化． （2）分类

以钢铁的腐蚀为例

【问题探究】将纯铁放入稀H2SO4中，发生的是析氢腐蚀吗？

提示：不是．析氢腐蚀是指不纯的金属(或合金)接触到酸性较强的电解质溶液所发生的原电池反应而引起的腐蚀，纯铁与稀H2SO4发生的是化学腐蚀．

二、金属的防护

1．改变金属内部组织结构如制成等．

2．金属表面加保护层

如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法． 3．电化学保护

(1)牺牲阳极的阴极保护法——原理

被保护的金属上连接一种更的金属，被保护的金属作原电池的极． (2)外加电流的阴极保护法——原理

被保护的金属与电源的极相连，作电解池的极．

【自我诊断训练】

1．(2012·福建高三质检)打开右图所示装置中的止

第四节 金属的电化学腐蚀与防护

课时训练23 金属的电化学腐蚀与防护

一、非标准

1.下列事实中,不能用电化学理论解释的是( ) A.轮船水线以下的船壳上安装一定数量的锌块 B.高温车间中钢铁设备的腐蚀

C.纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量CuSO4溶液后,反应速率提高 D.镀锌铁比镀锡铁耐用

解析:高温车间中钢铁设备的腐蚀是发生了一般的化学反应而被腐蚀的过程。其他选项都涉及原电池反应。 答案:B

2.埋在地下的铸铁输油管道,在下列各种情况下,腐蚀最慢的是( ) A.在含铁元素较多的酸性土壤中 B.在潮湿疏松透气的土壤中 C.在干燥致密不透气的土壤中

D.在含碳粒较多的潮湿透气的中性土壤中

解析:铸铁要腐蚀得最慢,既要防止化学腐蚀,又要防止电化学腐蚀。故必须防酸(化学腐蚀Fe+2H+答案:C

3.相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是( )

Fe2++H2↑)、防水(以防形成电解质溶液)、防气(防止O2参与吸氧腐蚀),故选C。

解析:在A中,食醋提供电解质溶液环境,铁铲和铜盆是相互接触的两个金属极,形成原电池,铁是活泼金属作负极;在B中,食盐水提供电解质溶液环境,炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成的条件,铁是活泼金属作负极,碳

金属的电化学腐蚀与防护

知能定位

1.

了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。

2.

了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。

3.了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。

情景切入

铁生锈的现象随处可见，为什么铁在潮湿的环境中容易生锈？采取什么措施可以防止铁生锈呢？

自主研习

一、金属的电化学腐蚀

1.金属腐蚀

（1）定义 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）实质 金属失去电子被氧化。

（3）类型

①化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。

②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。

2.

电化学腐蚀

（1）吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。

负极： 2Fe==4e-+2Fe2+

；

正极： 2H2O+O2+4e-==4OH-；

总反应： 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH) 2

。

最终生成铁锈（主要成分为Fe2O3·xH2O），反应如下：

2Fe(OH) 3==Fe2O3·xH2O+(3-x

)H2O。

(2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有 第 1 页 共 5 页

金属的电化学腐蚀与防护

知能定位

1.

了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。

2.

了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。

3.了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。

情景切入

铁生锈的现象随处可见，为什么铁在潮湿的环境中容易生锈？采取什么措施可以防止铁生锈呢？

自主研习

一、金属的电化学腐蚀

1.金属腐蚀

（1）定义 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）实质 金属失去电子被氧化。

（3）类型

①化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。

②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。

2.

电化学腐蚀

（1）吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。

负极： 2Fe==4e-+2Fe2+

；

正极： 2H2O+O2+4e-==4OH-；

总反应： 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH) 2

。

最终生成铁锈（主要成分为Fe2O3·xH2O），反应如下：

2Fe(OH) 3==Fe2O3·xH2O+(3-x

)H2O。

(2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有 第 1 页 共 5 页

金属的电化学腐蚀与防护习题

训练5 金属的电化学腐蚀与防护

一、金属的腐蚀

1.关于金属腐蚀的叙述中,正确的就是 ( )

A.金属被腐蚀的本质就是M ＋n H 2O===M(OH)n ＋n 2

H 2↑ B.马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时,首先就是镀层被氧化

C.金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要就是吸氧腐蚀

D.常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀

2.下列事实与电化学腐蚀无关的就是

( ) A.光亮的自行车钢圈不易生锈

B.黄铜(Cu 、Zn 合金)制的铜锣不易生锈

C.铜、铝电线一般不连接起来作导线

D.生铁比熟铁(几乎就是纯铁)容易生锈

3.出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu 2(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说法不正确的就是

( )

A.锡青铜的熔点比纯铜低

B.在自然环境中,锡青铜中的锡可对铜起保护作用

C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快

D.生成Cu 2(OH)3Cl 覆盖物就是电化学腐蚀过程,但不就是化学反应过程

二、铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀

4.下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的就是

( ) A.铁为正极

B.碳为正极

C.溶液中氢离子浓度不变

D.析氢腐蚀在任何溶液中都会发生

5.在铁的吸氧腐蚀过程中,下列5种变化可能发生

滨海环境下金属的腐蚀与防护对策

摘 要：本文介绍了滨海环境下金属腐蚀的一些相关知识，包括其概念、电化学过程、海水及海洋大气腐蚀的的危害、环境特征、腐蚀介质、腐蚀类型，以及海洋环境中影响金属腐蚀的因素和如何做好海洋环境中的腐蚀与防护工作。

前言

金属的腐蚀是金属在环境的作用下所引起的破坏或变质。所谓环境是指和金属接触的物质；例如自然存在的大气、海水、淡水、土壤等，以及生产生活用的原材料和产品。金属发生腐蚀的部分，由单质变成化合物，至使生锈、开裂、穿孔、变脆等。金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，造成设备破坏、管道泄漏、产品污染，酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，使国民经济受到巨大的损失。因此，研究腐蚀机理，采取防护措施，对经济建设有着十分重大的意义。

一、海水对金属的腐蚀机理

海洋约占地球表面积的70%，是自然界中数量最大、而且腐蚀性最强的天然电解质溶液。

1、海水的特点

海水是一种含盐量相当大的腐蚀性介质，表层海水含盐量一般在3.20％-3.75％之间，随水深的增加，海水含盐量略有增加。盐分

中主要为氯化物，占总盐量的88.7％.由于海水总盐度高，所以具有很高的比电导率，海水平均比电导率约为4×10^

第4

节金属的腐蚀与防护

发

展目标体系构建

1．通过讨论钢铁腐蚀的现象，认识金属腐蚀的

本质，能用电化学腐蚀的原理解释金属腐蚀的

现象。

2．通过讨论日常生活中金属腐蚀的危害，能选

择并设计防腐措施。

1．金属电化学腐蚀的原理

(1)金属腐蚀的定义和分类

(2)化学腐蚀和电化学腐蚀

金属

腐蚀

化学腐蚀电化学腐蚀

定义金属与接触到的物质直接反应不纯的金属在潮湿的空气或电解质溶液中形成原电池，发生氧化还原反应

现象金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生

实质与联系①实质：都是金属原子失去电子被氧化而损耗；

②化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍

类别吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性不强水膜酸度较高

正极反应 O 2＋2H 2

O ＋4e － ===4OH －

2H ＋＋2e －

===H 2↑ 负极反应 Fe －2e －===Fe 2＋ 生成铁锈

的反应

Fe 2＋＋2OH －

===Fe(OH)2、 4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3、 2Fe(OH)3===Fe 2O 3·x H 2O ＋(3－x )H 2O (1)在金属表面覆盖保护层

①涂油漆等。

②镀抗腐蚀金属，如电镀等。

③镀膜，如烤蓝等。 (2)改变金属内部组成、结构等，如制成不锈钢。

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”

第四章 电化学基础

第四节 金属的电化学腐蚀与防护

金属的腐蚀在生活中非常普遍钢铁生锈

铜器生锈铜 器 表 面 生 成 铜 绿

中国航天工业总公司第三十一研究所近日公 布了一组数据： 全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈. 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约100000亿美 元，占各国国民生产总值的2%~4%,我国 钢铁腐蚀经济损失高达2800亿人民币，约占 国民生产总值的4%,每年约有30%的钢铁 因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊 人的。

一、金属的腐蚀1、什么是金属腐蚀？

指金属或合金与周围接触到的气体或液体 进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 2、金属腐蚀的本质是什么?是金属本身失去电子变成阳离子的过程 (发生氧化反应)。 M - ne- = Mn+

3、金属腐蚀的类型有哪些？——根据与金属接触的介质不同 化学腐蚀： 金属跟接触到的干燥气体(如SO2、Cl2、 O2等)或非电解质溶液(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，发生原 电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化。

化学腐蚀：

升温可加快 金属腐蚀

家用燃气灶的中心部位很容易生锈

食品罐头放在南极80多年了，却 很少生锈

海边的铁制品比较容易生锈。

电化学