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第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护一．教材分析本课时讲授选修4第四章第四节《金属的电化学腐蚀与防护》，本节的主要内容有三个方面：一、揭示金属腐蚀的严重危害；二、金属腐蚀的原因；三、金属防护。
鉴于金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更为普遍也更为严重，本课以最常见的钢铁锈蚀为例，剖析了金属的两种电化学腐蚀过程——吸氧腐蚀和析氢腐蚀，且重点介绍了金属的两种电化学腐蚀方法——牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。
本课内容较为简单，联系原电池以及电解池部分内容来解决问题。
在教学上，一方面是要让学生了解金属发生腐蚀的原因及现代防腐措施，同时还要让学生知道：防止金属腐蚀，任重道远！二．学情分析本课时重点在于三个探究性实验，学生在知识上存在的问题不大，主要是实验操作和动手能力的极度缺乏，会给这节课带来一些难点。
大部分学生思考问题的深度不够，可能会导致教学过程中某些关键点的导出困难。
三．教学大纲及考试说明教学大纲：金属的电化学腐蚀与防护-知道"是什么"。
能够根据所学知识的要点识别有关材料考试大纲：理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
四．教学目标1.知识与技能知道金属腐蚀的两种类型能够解释金属发生电化学腐蚀的原因了解防止金属腐蚀的具体方法2.过程与方法学会从视频材料以及教材中获取关键信息学会通过实验从微观上来研究宏观现象通过探究学习，训练学生的定性实验能力，培养学生的定量实验思维3.情感态度与价值观认识到金属腐蚀的严重危害通过探究活动，发展学生的合作探究能力，学会合作学习与交流通过实验这一科学研究方法，培养学生实事求是的科学精神和态度五．教学重难点重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理六．课时安排 1课时七．教学方法：1、本节教学在整体设计上应以色彩鲜明的图像和现象明显的实验作为重要的辅助手段，以强化学生的直观感受，有利于学生加深对相关知识的理解。
金属的电化学腐蚀与防护1.了解金属腐蚀及其危害。
2．能理解金属电化学腐蚀的原因，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。
3．了解金属防护方法，特别是金属的电化学防护。
1．金属的电化学腐蚀(1)金属腐蚀：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。
(2)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。
(3)金属的电化学腐蚀①定义：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。
如钢铁在潮湿的空气中生锈。
②类型a．析氢腐蚀(酸性较强的溶液)负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑，总方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
b．吸氧腐蚀(碱性、中性或弱酸性溶液)负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，总方程式：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2。
Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
铁锈的主要成分是 Fe2O3·x H2O，不能(填“能”或“不能”)阻止钢铁继续被腐蚀。
2．金属的电化学防护(1)牺牲阳极阴极保护法在被保护的钢铁设备上装上比铁活泼的镁合金或锌块，它们作为原电池的负极(或阳极)钢铁设备作为正极(或阴极)被保护下来。
(2)外加电流的阴极保护法将被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作辅助阳极，在外加直流电源的作用下使阴极得到保护。
[新知探究]钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀的比较分类析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件水膜酸性较强水膜酸性极弱或呈中性电极反应负极Fe－2e－===Fe2＋2Fe－4e－===2Fe2＋正极2H＋＋2e－===H2↑2H2O＋O2＋4e－===4OH－总反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3腐蚀速度一般较快一般较慢相互关系析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生，金属的腐蚀以吸氧腐蚀为主，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍[名师点拨]金属腐蚀快慢的判断方法(1)在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
金属的电化学腐蚀与防护教案示范三篇金属的电化学腐蚀与防护教案1教材分析：本节课程是高中化学的第四章第四节，着重介绍了金属的电化学腐蚀和防护的基础概念、原理和方法。
教材主要内容包括金属腐蚀的原因、腐蚀过程和类型，腐蚀的防护措施，以及防护材料的种类和应用。
教学目标：1. 理解金属腐蚀的原理和分类，知道何种因素引起腐蚀。
2. 了解金属腐蚀的过程，掌握腐蚀程度的判断方法。
3. 掌握金属的防腐方法，包括阳极保护、阴极保护、涂层保护等。
4. 了解防腐材料的种类和特点，学会正确使用防腐涂料。
5. 培养学生创新思维和探究精神，鼓励学生从职业方向出发，对未来进行规划和预测。
教学重点：1. 腐蚀的种类和原理；2. 防腐的措施和方法；3. 金属腐蚀评价和防腐涂料选用的标准。
教学难点：1. 腐蚀的电化学原理，包括阳极、阴极和电解质的反应过程。
2. 不同金属在不同环境下腐蚀的机理及防止腐蚀的方法；3. 防腐涂料的选用，涂层的厚度和附着力的衡量方法。
学情分析：本节课程是高中化学中的选修内容，通常在年级较高，化学基础知识相对扎实的学生中教授。
学生应该已经在前面的章节中学习了电化学的基础知识，如电极反应等，有一定的认知基础。
但对于电解质的种类、腐蚀机制等知识掌握不深刻。
部分学生可能没有接触过防腐涂料及防腐涂料的应用，在实验操作上可能需要师生合作互动。
教学策略：1. 采用启发式教学法，引导学生通过实验和讨论理解腐蚀的机理和防护原理。
2. 通过引导学生进行实际问题分析，提高学生独立思考和判断能力。
3. 通过研究具体的防腐实践案例，引导学生理解和掌握防腐的科学方法和实用技术。
4. 通过实验和模拟仿真，激发学生的探索精神和创新意识。
5. 课后安排相关的实验练习以及习题训练，巩固学生所学知识和应用能力。
教学方法：1. 课堂讲授结合视听、图像等多媒体资源，生动直观展示相应的实验现象及防腐涂料的应用例子等；2. 小组讨论及实验操作，寻找金属腐蚀的规律；3. 仿真实验、实物展示等多种方式交替使用，提高学生的学习兴趣和深度；4. 队伍合作、个人发现等多元化学习方式，培养学生的能力和探究意识。
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、生活实际相联系的内容,增强学生学习兴趣.
（2）通过课堂探究活动,发展学生的探究能力,学会与人合作与交流,共同研究，探讨科学问题。
（3）通过化学实验（设计、验证和评价）这一科学研究方法，培养学生实事求是的科学精神，帮助学生树立正确的科学态度。
三、教学重点难点
重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护
难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理
四、学情分析
学生对金属的腐蚀有一定的认识，包括它的产生和防治，生活中对金属腐蚀的危害也有所见闻，而对金属腐蚀及防腐的原理不太清楚，学生了解了铁的腐蚀是氧气和水共同作用的结果，并且学习了原电池原理，再此基础上学习比较容易接受。
五、教学方法
1．阅读讨论分析探究计算机辅助教学实验辅助教学
2．学案导学：见后面的学案。
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1．学生的学习准备：预习金属的电化学腐蚀内容。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
3．教学环境的设计和布置：四人一组，实验室内教学。
课前打开实验室门窗通风，课前准备好如下仪器装置和药品：铁粉碳粉具支试管导管红墨水醋酸 NaCl溶液
七、课时安排：1课时
八、教学过程
[引入]在日常生活中，我们经常可以看到一些美丽的金属器皿使用一段时间后会失去表面的
光泽。
如：铁器会生锈、铜器会长出铜绿。
实际上金属的生锈，其主要原因与原电池的形成有关，下面我们就来分析一下金属腐蚀的原因。
[板书]第四节金属的电化学腐蚀与防护
[指导阅读]：引导学生阅读P84—85金属的电化学腐蚀内容，回答下列问题。
1、什么是金属腐蚀？其本质是什么?
2、金属腐蚀有哪些种类？化学腐蚀和哪些因素有关？
3、什么是电化学腐蚀？
[板书归纳]：
一、金属的电化学腐蚀
（一）、金属腐蚀：
1、定义：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
2、本质：M – ne- → Mn+（氧化反应）
3、类型：化学腐蚀——直接反应电化学腐蚀——原电池反应
（二）、化学腐蚀
1、定义：
2、影响因素：
（三）、电化学腐蚀：
1、定义：
[过渡]：钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，是什么原因？下面我们就来讨论钢铁在潮湿的空气中生锈的原因？
[实验探究]：P85将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图具支试管中，
2、类型：
⑴、吸氧腐蚀：中性或酸性很弱或碱性条件下易发生
负极：2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正极：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
电池反应：2Fe+ O2 +2 H2O =2Fe(OH)2进一步反应：4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O
⑵、析氢腐蚀：当钢铁处于酸性环境中
负极：Fe - 2e- = Fe2+
正极：2H+ + 2e- =H2↑
电池反应：Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑
3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：
[ [典型例题]：例1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
⑴、若液面上升，则溶液呈 性，
发生 腐蚀，电极反应式为：负极：
正极：
⑵、若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，
电极反应式为：负极： 正极：
＊例2、钢铁在锈蚀过程中，下列5种变化可能发生的是 （ C ）
①、Fe 由+2价转化为+3价 ②、O 2被还原 ③、产生H 2
④、F e (O H )3失水形成Fe 2O 3·H 2O ⑤、杂质碳被氧化除去
A . ①②
B . ③④
C . ①②③④
D . ①②③④⑤
[提 问]：请大家根据铁生锈的原因，我们可以采取哪些措施防止铁生锈？
二、金属的电化学防护
1、牺牲阳极的阴极保护法
原电池的负极（阳极）的金属被腐蚀
原电池的正极（阴极）的金属被保护
⑴、原理：
⑵、装置图：
[科学探究]：验证牺牲阳极的阴极保护法
原因：
2、外加电流阴极保护法：
⑴、原理：
⑵、装置图：
[过 渡]：除此以外还有哪些防护方法？
[归纳小结]：
3、改变金属的内部结构（钢→不锈钢，在钢中加入镍和铬）。
4、覆盖保护膜（涂油漆，电镀，钝化等）。
5、金属被保护的效果比较：
电解池的阴极保护(外加电流阴极保护法)> 原电池的正极（牺牲阳极的阴极保护法）> 一 般保护
[典型例题]：例3、为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是 （ CD ）
A. 在精密机床的铁床上安装铜螺钉
B. 在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中
C. 在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里
D. 在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极
例4、下列事实不能用电化学理论解释的是 （ B ）
A.轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块
B.铝片不用特殊方法保存
C.纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后速率加快
D.镀锌的铁比镀锡的铁耐用
[解 析]：A 选项是通过构成Zn —Fe 原电池，在船壳上加Zn 块构成原电池负极，从而
保护船体不被腐蚀。
B 选项是靠氧化膜保护铝。
C 选项Zn ＋Cu 2+====Cu ＋Zn 2+
，辅助阳极
- +
生成的Cu与Zn在溶液中构成原电池加快反应的速率。
D选项中Zn—Fe原
电池Zn为负极，而Fe—Sn原电池中Fe为负极，故前者Zn被氧化保护了
铁。
答案：B
[问题探究]：探究一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀？为什么？
探究二：纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？如向酸中再加硫酸铜又会什么现象？
三、影响金属腐蚀快慢比较
[典型例题]：例5、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 5 2 1 3 4
[结论]：1、原电池正极、电解池阴极受到保护
2、在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：
电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞防腐措施的腐蚀九、板书设计
第四节金属的电化学腐蚀与防护
一、金属的电化学腐蚀
（一）、金属腐蚀：
1、定义：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
2、本质：M – ne- → Mn+（氧化反应）
3、类型：化学腐蚀——直接反应电化学腐蚀——原电池反应
（二）、化学腐蚀
1、定义：
2、影响因素：
（三）、电化学腐蚀：
1、定义：
2、类型：
⑴、吸氧腐蚀：中性或酸性很弱或碱性条件下易发生
负极：2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正极：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
电池反应：2Fe+ O2 +2 H2O =2Fe(OH)2进一步反应：4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O
⑵、析氢腐蚀：当钢铁处于酸性环境中
负极：Fe - 2e- = Fe2+
正极：2H+ + 2e- =H2↑
电池反应：Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑
⑶、析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：
二、金属的防护
1、牺牲阳极的阴极保护发
正极：要保护的金属负极：比要保护金属活泼的金属
2、外加电流的阴极保护法
阴极：被保护的金属阳极：惰性电极两者均存在于电解质溶液中接上外接直流电源。
十、教学反思
金属的腐蚀及其防护是日常生活中非常普遍、非常常见的现象，也是急待解决的问题。
所以本节课应在科学知识的综合性、应用性、实践性上入手，密切联系生活实际，挖掘原电池的原理和组成条件（即金属腐蚀的原理），以及金属的腐蚀防护的重要意义，使学生认识到化学知识与工农业生产、科学实验、日常生活有密切的联系，以激发学生学习化学的兴趣，更重要的是启发学生运用化学知识解决实际问题，从而培养学生的创新精神。
