第四节金属的电化学腐蚀与防护导学案

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。

教案设计3、化学腐蚀与电化腐蚀的对比（1）本质：金属原子失电子而被氧化M – ne == M n+(2)（3）相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。

4、金属腐蚀的快慢判断在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢可用下列规律判断：电解原理引起的腐蚀>原电池引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐蚀措施的腐蚀二、金属的电化学保护1、金属的常见防护方法(1).在金属表面覆盖保护层a.涂矿物质油脂、油漆或覆盖搪瓷塑料.b.镀抗蚀金属－电镀、热镀、喷镀法c.用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜，如烤蓝.(2).改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力，如制成不锈钢.2、电化学防护（1）、牺牲阳极保护法：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀.（2）、外加电流法：将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。

此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。

教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动[投影]金属腐蚀录象。

[引入]金属腐蚀的现象非常普遍，像金属制成的日用品、生产工具、机器部件、海轮的船壳等，如保养不好，都会腐蚀，从而造成大量金属的损耗。

至于因设备腐蚀损坏而引起停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康，甚至造成严重事故的损失，那就更无法估计了。

因此，了解金属腐蚀的原因，掌握防护的方法，是具有十分重要的意义的。

[板书] 第二节金属的腐蚀与防护一、金属腐蚀[阅读]回答什么是金属腐蚀？[板书]金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。

[讲]金属腐蚀后在外形、色泽及机械性能等方面都有一定的变化。

而金属腐蚀的本质就是金属失去电子形成阳离子的过程［讲］金属的化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。

例如：铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀，在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀。

4.钢铁的吸氧腐蚀
(1)条件:钢铁表面的吸附水膜酸性 很弱或呈 中性。
(2)电极反应: 负极: 2Fe-4e-
2Fe2+,发生 氧化反应;
正极: O2+2H2O+4e- 4OH-,发生 还原反应; 总反应: 2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2。 (3)铁锈的形成:Fe(OH)2 继续与氧气反应,化学方程式: Fe(OH)3 脱去一部分水,从而生成铁锈(Fe2O3·xH2O)。
金属腐蚀是指金属与周围的①气体或②液体物质发生③氧化还原反应而引起损耗的现象。
2.金属腐蚀的分类
(1)化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体(如 O2、Cl2 等)或非电解质液体等④直接发生化学反应而引起的 腐蚀。
(2)电化学腐蚀:
①概念:⑤不纯的金属与⑥电解质溶液接触时,会发生⑦原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化
4Fe(OH)2+2H2O+O2
4Fe(OH)3。生成的
5.金属的防护
(1)牺牲阳极的阴极保护法: 利用原电池原理,让被保护的金属作为 正极,用更活泼的金属作为 负极,负极金属不断遭受腐蚀被消
耗,被保护的金属避免了腐蚀。
(2)外加电流的阴极保护法:
让被保护金属与外加直流电源的 负极相连,让其成为 阴极,另一惰性电极作 阳极,让两者都处在 电解质溶液中。通电后,电子被强制流向被保护的金属,抑制被保护金属失去电子,从而起到保护作用。
作原电池的正极。
(2)写出下列电极反应式:
a 试管中负极反应式为
,总反应式为
;
b 试管中正极反应式为
,总反应式为
。
1.与铜质水龙头连接处的钢质水管易生锈,为什么?

第4节金属的腐蚀与防护◆教学目标【知识与技能】(1)认识金属腐蚀带来的危害，了解金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）；(2)理解钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件及原理，会书写电极反应式和总反应式；(3)认识常见的防止金属腐蚀的方法，能解释两种电化学防护方法的原理。

【过程与方法】(1)通过对钢铁发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀对比实验的探究，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)通过实验探究的过程，进一步提高对实验现象的观察能力和分析能力。

【情感态度与价值观】通过金属腐蚀对生产、生活的影响，切实感受金属及合金在国家建设及社会生活中的重要作用，形成爱护资源，科学利用资源的正确思想，感受化学对人类进步的意义。

◆教学重难点【教学重点】金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护原理。

【教学难点】金属发生析氢和吸氧腐蚀的原理。

◆教学方法从生活中常见的金属腐蚀说起，引起学生的共鸣，让学生感受金属腐蚀对生产、生活的影响，切实感受金属及合金在国家建设及社会生活中的重要作用。

通过实验引导学生探究金属腐蚀的原因以及金属腐蚀的分类，并由此联想到金属的防护。

学会书写电极反应式和总反应式认识常见的防止金属腐蚀的方法，并且可以解释两种电化学防护方法的原理。

◆教学过程一、导入新课(知识复习)【提问】上节课我们学习了原电池的有关知识，请大家思考一下两个问题1.原电池的构成条件?2.原电池哪一极金属易被腐蚀？【学生思考回答】活泼性不同的两极；电解质溶液；闭合回路；（自发的氧化还原反应）。

在原电池反应中负极易被氧化而腐蚀。

【设计意图】回顾旧知，铺垫新内容。

二、讲授新课教学环节一：情景导入【多媒体展示】(1)生活中常见金属腐蚀的图片；(2)金属腐蚀对人类生活和经济的影响。

【讲述】在生产和生活中，金属腐蚀所带来的损失非常严重。

金属生产设备的腐蚀经常导致工厂停产，金属腐蚀还会使桥梁、建筑物等损坏甚至坍塌，许多场所的金属腐蚀还会导致火灾、爆炸等安全事故的发生。