金属腐蚀学原理教案(正文-第一部分)-2006-2007

过程装备腐蚀与防护
1 金属电化学腐蚀基本原理
离子的水化能小于金
离子的水化能超 属上晶格的键能，金
过了晶格上的键 属侧荷正电、溶液侧
能，金属侧荷负 电、溶液侧荷正 电的相对稳定的 双电层，负电性
荷负电，通常比较不 活泼的金属浸在含有 浓度较高的正电性较
强的金属，如锌、 强的金属离子的溶液
镉、镁、铁等浸 中，如铂浸在铂盐溶
电位一个矢量，其数值由电极本身、电解液浓度、 温度等因素决定，包括平衡电极电位和非平衡电 极电位；
绝对的电极电位无法测得，可以通过测量电池电 动势的方法相对于某一电极测出相对电极电位；
常见的电极电位是半电池反应“O+e R ” 相对于标准氢电极（SHE）而言的，是“氧化态/ 还原态O（/R ）”电位，有正负之分
化学能与机械能和热能
直接传递，不具备方向性， 测不出电流
在碰撞点上直接形成
电位差，通过自身能量也可以完成
化学能与电能 间接传递，有一定的方向性，能测出 电流 一次产物在电极上形成，二次产物在 一次产物相遇处形成
过程装备腐蚀与防护
1 金属电化学腐蚀基本原理
金属与溶液的界面特性――双电层
金属浸入电解质溶液内，其表面的原子与溶液 中的极性水分子、电解质离子相互作用，使界 面的金属和溶液侧分别形成带有异性电荷的双 电层。双电层的模式随金属、电解质溶液的性 质而异，一般有以下三种类型。
3) Causing considerable inconvenience to human beings and sometimes loss of life.
过程装备腐蚀与防护
Corrosion economics
1 金属电化学腐蚀基本原理

①阴极极化：当有电流通过时，阴极的电极电位向
负方向偏移的现象。
②阳极极化:当有电流通过时，阳极的电极电势向正
的方向偏移的现象。
第31页/共55页
极化的结果：阴极电位变得更负；阳极电位变得更正。
发生极化的根本原因：电极反应速度与电子迁移速度之间
的差异性。
极化曲线：描述电极电位与通过电极电流密度之间 关系的曲线。极化曲线越陡，表明电极材料的极化 性能越强，极化电阻越大，电极反应越难进行，反 之越易进行。
腐蚀电池分为宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池。 （一）宏观腐蚀电池：是指人们眼睛可以看得到电极的原电池，短
时间内可产生明显的局部腐蚀。
电偶腐蚀电池：当两种具有不同电极电位的金属互相接触或用 导线连接起来，并处于电解质溶液中时形成的电池。 浓差电池：当同一种金属不同部位所接触的介质具有不同浓 度，引起了电极电位的不同而形成的腐蚀电池。又分为俩种
PO 2 (COH )4
第20页/共55页
氧浓差电池实例
第21页/共55页
(2)金属离子浓差电池：同一金属与浓度不同的盐接触时形成 的电池。在这种电池中，金属与稀溶液接触的部位是阳极，与 浓溶液接触的部位是阴极。
第22页/共55页
补充(温差电池)： 浸在电解液中的金属，由于所处于温度的不同而形成的电池 为温差电池。它常常发生在换热器、蒸发器两端温差较大的 部位。 高温端：电位低为负极、该电极发生氧化反应，为阳极，该 部位的金属遭到腐蚀； 低温端：电位高为正极、该电极发生还原反应，为阴极，该 部位的金属受到保护。
Ⅱ
很耐蚀
3 0.005~0.01
Ⅲ
4 0.01~0.05
5 0.05~0. 1
耐蚀
Ⅳ
6 0. 1~0.5

金属腐蚀反应教案一、教学目标1. 让学生了解金属腐蚀的概念，知道金属腐蚀的类型和原因。

2. 让学生掌握金属腐蚀的基本原理，了解腐蚀过程中发生的化学反应。

3. 培养学生运用化学知识解决实际问题的能力，提高学生的科学素养。

二、教学内容1. 金属腐蚀的概念及类型2. 金属腐蚀的原因3. 金属腐蚀的原理及化学反应4. 防止金属腐蚀的方法5. 金属腐蚀在实际生活中的应用三、教学重点与难点1. 教学重点：金属腐蚀的概念、类型、原因、原理及化学反应。

2. 教学难点：金属腐蚀原理及化学反应的理解和应用。

四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生思考金属腐蚀的奥秘。

2. 利用多媒体教学，展示金属腐蚀的微观过程。

3. 开展小组讨论，培养学生合作学习的能力。

4. 结合实际案例，让学生感受金属腐蚀在生活中的应用。

五、教学安排1. 第一课时：金属腐蚀的概念及类型2. 第二课时：金属腐蚀的原因3. 第三课时：金属腐蚀的原理及化学反应4. 第四课时：防止金属腐蚀的方法5. 第五课时：金属腐蚀在实际生活中的应用教案内容待补充。

六、教学活动1. 课堂讨论：让学生分享生活中经历的金属腐蚀现象，引导学生关注金属腐蚀在日常生活中的普遍性。

2. 实验演示：进行金属腐蚀实验，让学生直观地观察金属腐蚀过程，加深对金属腐蚀现象的理解。

3. 案例分析：分析金属腐蚀在工程、环境等方面的影响，让学生了解金属腐蚀的严重性。

4. 小组讨论：让学生探讨防止金属腐蚀的方法，提高学生的实践能力。

七、教学评价1. 课堂问答：检查学生对金属腐蚀概念、类型、原因、原理的掌握情况。

2. 实验报告：评估学生在金属腐蚀实验中的观察、分析能力。

3. 小组报告：评价学生在防止金属腐蚀方法探讨中的参与度、合作精神。

4. 课后作业：检查学生对金属腐蚀知识的理解和应用能力。

八、教学资源1. 教材：选用合适的化学教材，提供金属腐蚀相关知识。

2. 多媒体课件：制作金属腐蚀原理、实验过程等课件，辅助教学。

返回
经济损失包括直接损失和间接损失
◆ 直接损失：防护技术费用、腐蚀破坏后的
维修、更换费用、劳务费用。
◆ 间接损失：腐蚀破坏造成停工、停产；
物料流失；产品污染，质量下降，设备效 率降低，能耗增加；钢材浪费等。
举例
◆ 1975年美国芝加哥一个大的炼油厂一根15cm的不锈钢
弯管破裂引起爆炸和火灾，停产6周，这次腐蚀事故总
腐蚀的对象 腐蚀的后果
要 素
腐蚀的性质
◆耐蚀性 指材料抵抗环境介质腐蚀的能力
◆腐蚀性 指环境介质腐蚀材料的强弱程度
◆腐蚀过程的本质
腐蚀
金属
金属化合物
冶炼
△G﹤0成巨大的经济损失 2. 造成金属资源和能源的浪费 3. 造成设备的破坏事故 4. 阻碍新技术的发展
金属腐蚀原理（上册）
绪论
★ 什么是腐蚀？ ★ 腐蚀的危害 ★ 腐蚀科学技术的发展和本课程的内容
铜爵（夏代） 目前中国发现的最早期的青铜酒器之一
越王勾践宝剑
曾侯乙编钟（战国）
返回
★ 什么是腐蚀？
金属材料和周围环境发生相互作用而破坏。
定义：工程材料和周围环境发生化学或电化学的
作用而破坏。
三 个 基 本
维修费50万美元，停产造成的税收损失高达500万美元。
美国：1949年
55亿美元
1960～1969年 150～200亿美元
1975年
700亿美元
1982年
1269亿美元
2002年
5520亿美元
英国： 1969年 中国： 2002年
13.65亿英镑（27.3亿美元） 4979亿元（占当年GDP的5%）
按环境分类：
腐 蚀 的 分
大气腐蚀 土壤腐蚀 海水腐蚀 高温气体腐蚀 化工介质腐蚀 按形态分类：

金属的腐蚀与防护教学目标：1．能描述金属腐蚀的化学原理，知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。

2．进一步学会对比、比较认识事物的科学方法和假设验证探究的思维方式，辩证的认识外因条件对化学变化的影响；3．参与试验探究观察铁生锈的过程，体会动手试验自己获得铁的性质的知识的成功愉悦，保持学习的兴趣；教学重点：电化腐蚀的原因．教学难点：析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式．教学方法：实验探究、师生共议、归纳总结。

教学过程：[投影]常见的金属腐蚀现象：[导课] 前两天，老师准备骑车锻炼一下，于是到车库去取一辆好久没有用的自行车，结果走近一看，自行车生已经生锈得面目全非，当老师把撑脚一踢，你们知道发生什么事情吗？学生回答：“断了”。

是啊，金属的腐蚀的危害居然有这么大，回家上网一查，发现每年由于钢铁生锈会使我国损失大约100～150亿元。

因此了解金属腐蚀有很重要的意义。

[板书] 第三单元金属的腐蚀与防护一、金属腐蚀[阅读]什么是金属腐蚀？[回答]学生回答（阅读学案内容）[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。

[讲述] 由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的化学原理也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

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。

特点：反应简单、直接接触，金属与氧化剂之间的氧化还原反应。

[投影]1、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。

特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。

[讲述]对于化学腐蚀，什么是影响化学腐蚀的因素呢？观察投影的图片[结论]一般情况下，温度的升高会加快化学反应速率。

因此，温度对化学腐蚀的影响较明显。

[提问]在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地区铁生锈相对慢一些？[过渡]为了解决这个问题，我们一起来探究一下下面的这个实验[科学探究]不同条件下铁钉的锈蚀【讨论】将生锈的实验传递观察并记录实验结果，并讨论为什么？[总结]铁钉生锈的条件：铁钉含杂质、与电解质溶液接触。

第一章金属腐蚀的基本原理本章内容?第一节金属电化学腐蚀的电化学反应过程?第二节金属电化学腐蚀倾向的判断?第三节腐蚀电池?第四节金属电化学腐蚀的电极动力学?第五节金属化学腐蚀第一节金属电化学腐蚀的电化学反应过程?一电化学腐蚀的方程式表示方法?一用化学方程式表示电化学腐蚀反应?1
第一章 金属腐蚀的基本原理
铜锌原电池
• • • • • 电池相关表达式 2 H 2e H 2 ↑ 正极反应： 2 Zn Zn 2 e 负极反应： 2 2 H Zn Zn H 2 ↑ 电池反应： () Zn | H 2 SO4 | Cu ( ) 电池表达：
稀 硫 酸
（二）腐蚀电池——短路的原电池


• 3.电流密度法
M M

n
ne

A 4 ia 10 nF
（二）极化与去极化
• 极化现象：原电池由于通过电流而引起两 极间的电位差减小，并引起工作电流强度 降低的现象。
E ECu 2 / Cu EZn2 / Zn I R R
• 阳极极化：当通过电流时阳极电位向正方 向移动的现象。 • 阴极极化：当通过电流时阴极电位向负方 向移动的现象。 • 去极化：消除或减弱极化作用的过程。 • 去极剂：引起去极化作用的物质。
四、浓差极化规律
• 阴极过程数学描述
RT ic c 2.3 lg(1 ) nF iL
五、混合电位理论及应用
• （一）理论假设 • （1）任何电化学反应都能分成两个或更多 的局部氧化（阳极）反应和局部还原（阴 极）反应； • （2）在一个电化学反应过程中，不可能有 电荷的净积累，即Ia=|Ic|=0。

[ D ne ]

• 去极剂：溶液中能够接受电子的物质。

第10页/共23页
低低
H2O
钢铁的析氢腐蚀示意图 钢铁的吸氧腐蚀示意图
第11页/共23页
2021/4/19
12
流与 讨论
哪些因素影响了金属 腐蚀的快慢呢?
1、相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被 腐蚀。
2、1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今 很少有铁锈出现。
3、用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。
第20页/共23页
3、银质奖章较长时间后变黑， 形成黑锈，可以 采用抛光的方法恢复光泽，抛光的简单方法是： 将变质的奖章放入盛有食盐的铝锅中，放置一 段时间后，黑锈就被除去,而银不会损失。 （1）形成黑锈的原因：
4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O
（2）除锈的原理： 负极： 2Al -6e- = 2Al3+ 正极： 3Ag2S + 6e- = 6Ag+3S22Al3+ +3S2-+6H2O=3H2S +2Al(OH)3 2Al +3Ag2S+6H2O=3H2S +2Al(OH)3 +6Ag
2021/4/19
23
第21页/共23页
2021/4/19
22
4、盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜
〔(CH3COO)2Cu〕，将产生两种影响生成速率的因素， 其一是： Zn置换出Cu形成了原电池，从而加快了反应速
率
其二是： H+与CH3COO－结合生成CH3COOH，使H+浓度
减小，从而减慢了反应速率。
第22页/共23页
4、当化工厂排出的废气为酸性时，工厂附近的铁 制品容易生锈。
第12页/共23页

实验操作
1. 步骤一：准备金 属试样，确保试样表 面干净； 2. 步骤二：将试样 浸泡于腐蚀介质中， 观察腐蚀现象； 3. 步骤三：记录腐 蚀过程中的数据，如 腐蚀速率； 4. 步骤四：清洗试
样并分析腐蚀程度，
进行结果记录。
实验数据处理
数据记录与 分析方法
确保数据准确性
实验中可能 出现的误差 及处理方式
结语
01 牢记实验精神
实验中的细致和耐心
02 探索科学奥秘
科学知识的广阔领域
03 学业有成
在努力中迎接成功
总结
实验教学的 重要性
实践是理论的落 脚点
教师的责任
潜心教学，引领 学生
学生成长的 见证
教学是种子，学 生是未来
教学反思
在化学金属腐蚀实验教学中，我们不仅要注重实 验操作的技能培养，更要引导学生探索科学的奥 秘，培养他们的实验精神和创新意识。教师的责 任重大，希望我们能够不断完善教学方法，激发 学生的学习兴趣，助力他们未来的发展。
识别实验误差
实验结果的 呈现和说明
分析腐蚀数据
实验结果展示
实验数据的图表分 析
绘制腐蚀速率图 绘制对比实验结果表
腐蚀速率计算与比 较
计算各试样腐蚀速率 对比不同金属试样速率
结果讨论及结论
分析腐蚀速率对比结果 总结实验结论
实验总结
通过本实验，学生能够掌握金属腐蚀的基本实验 方法和数据处理技巧，培养实验操作能力和实验 数据分析能力，为深入学习化学金属腐蚀提供基 础知识。同时，通过实验结果展示和结论讨论， 引导学生进行实验结果合理解读和推理分析。
实验中遇到的问题 及解决方案
实验设备故障 通过更换设备解决问题
对实验教学的建议与 改进

第二节金属的腐蚀和防护（第一课时）教学设计一、教学内容1．课标中的内容主题2 生活中的材料（4）描述金属腐蚀的化学原理，知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义；2．教材中的内容本节简单介绍了生活中金属的腐蚀和防护知识。

内容涉及金属腐蚀的化学原理（化学腐蚀、电化学腐蚀）：在化学腐蚀中，以家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而食品罐头放在南极已差不多90年了，却很少生锈为例（图3-14），强调温度（反应条件）对化学腐蚀的影响比较明显。

在电化学腐蚀中，通过“科学探究”，让学生分析铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率较快，引出电化学腐蚀。

教科书中没有出现“吸氧腐蚀”和“析氢腐蚀”这两个名词，只是介绍了钢铁发生电化学腐蚀时在正极上发生的这两类原电池反应。

最后强调指出化学腐蚀和电化学腐蚀的本质是金属原子失去电子变成阳离子的过程。

金属的防护内容：教科书通过图示（图3-16和图3-18）和活动（2个“思考与交流”）的方式，由学生自己总结对金属防护常用的方法，并解释这些方法为什么可以达到防止金属腐蚀的目的；最后简单介绍了牺牲更活泼金属的防护方法的原理及其应用。

二、教学对象分析1．知识技能方面在高中课程标准必修模块化学2《化学能与电能》中，学生已经学习了化学能与电能的转换，即原电池的相关知识。

本节是在此基础上，引导学生了解金属腐蚀的化学原理和防护方法等。

内容包括：金属的腐蚀（第一课时）和金属的防护（第二课时）。

2．学习方法方面在高中课程标准必修模块化学2《化学能与电能》中，学生掌握了正确判断原电池的正负极的方法，能够将原电池负极失电子被消耗的原电池原理应用到金属腐蚀的知识点上来；具有一定的学习方法基础。

三、设计思想选修1模块第三章第二节《金属的腐蚀和防护》分为两个课时进行。

本教学设计为第一课时，主要内容为“金属的腐蚀”。

本节课可采取问题解决和实验探究相结合的教学模式，其基本流程为：①问题引入：列举生活实例（展示：家庭、校园金属腐蚀图）→②提出问题：金属腐蚀有哪些危害？金属为什么会被腐蚀？→③科学探究（分组实验：不同条件下铁钉的锈蚀）→④探究金属腐蚀发生的条件→⑤金属腐蚀的分类→⑥多媒体展示：化学腐蚀和电化学腐蚀→⑦电化学腐蚀的原理：电极反应→金属腐蚀的本质。

金属腐蚀课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解金属腐蚀的定义、原因及类型，掌握相关的化学知识；2. 学生能描述金属腐蚀的防护方法，了解其在实际生活中的应用；3. 学生了解不同金属的腐蚀速率及影响因素，能运用相关知识解释现象。

技能目标：1. 学生能运用实验技能，进行金属腐蚀的观察和分析；2. 学生能通过查阅资料、开展小组讨论，提高解决问题的能力；3. 学生能运用所学知识，设计简单的金属腐蚀防护方案。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对化学学科的兴趣，认识到化学知识在生活中的重要性；2. 学生树立环保意识，关注金属腐蚀对环境的影响；3. 学生养成合作学习的习惯，学会尊重他人意见，提高团队协作能力。

课程性质：本课程为化学学科的一节实验课，旨在帮助学生了解金属腐蚀现象及其防护方法。

学生特点：六年级学生具备一定的化学基础知识，好奇心强，善于观察和思考。

教学要求：结合学生的年龄特点，注重启发式教学，引导学生通过实验、讨论等形式，掌握金属腐蚀的知识，提高实践操作能力和解决问题的能力。

在教学过程中，关注学生的情感态度，培养其环保意识和团队协作精神。

通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容本节教学内容主要包括以下几部分：1. 金属腐蚀的基本概念：- 金属腐蚀的定义、原因及类型；- 不同金属的腐蚀速率及影响因素。

2. 金属腐蚀的防护方法：- 物理防护：如涂层、衬里、阴极保护等；- 化学防护：如缓蚀剂、阳极保护等；- 电化学防护：如电解质调节、电流干预等。

3. 实践操作与观察：- 设计实验，观察不同金属在相同条件下的腐蚀速率；- 分析实验结果，探讨影响金属腐蚀的因素。

4. 金属腐蚀在生活中的应用与防护：- 了解金属腐蚀在建筑、交通、家居等领域的实际应用；- 探讨金属腐蚀防护在环保、资源节约等方面的意义。

教学内容参考教材章节：第三章《金属的腐蚀与防护》。

教学进度安排：1. 第一课时：金属腐蚀的基本概念、类型及影响因素；2. 第二课时：金属腐蚀的防护方法及其原理；3. 第三课时：实践操作与观察，分析实验结果；4. 第四课时：金属腐蚀在生活中的应用与防护。

七年级化学教案认识金属的腐蚀反应七年级化学教案认识金属的腐蚀反应导语：在日常生活中，我们经常使用各种金属器具，比如铁锅、锁等。

然而，你有没有想过这些金属会慢慢发生腐蚀呢？本次化学教案将帮助学生认识金属的腐蚀反应，理解其发生原因，并学习如何保护金属免受腐蚀的侵害。

I. 课堂导入教师可以展示一些生锈的金属物件，比如铁链、螺丝钉等，引发学生的观察和思考。

教师可以提问学生们对这些现象的认识，为接下来的学习做铺垫。

II. 理论讲解1. 金属腐蚀的定义金属腐蚀是指金属在与其他物质接触时发生的化学反应，导致金属的质量减少和性质改变的过程。

腐蚀能使金属表面产生一层氧化物，这种氧化物通常呈现为不良的外观，甚至会影响金属的功能。

2. 金属腐蚀的原因金属腐蚀的主要原因是金属与氧气及其他物质接触，形成了新的化合物。

氧气是最主要的腐蚀物质，它能与金属中的元素发生氧化反应。

此外，水、酸等也能加速金属的腐蚀过程。

III. 实验演示教师可以进行一个简单的实验演示，以增强学生对金属腐蚀的理解。

材料：铁钉、水、盐步骤：1. 将一根铁钉放入装有水和盐的容器中。

2. 观察一段时间后，铁钉表面出现的变化和颜色。

通过这个实验，学生们能够亲眼目睹铁钉腐蚀的过程，加深对金属腐蚀的认识。

IV. 认识金属的腐蚀反应1. 金属的常见腐蚀反应（1）铁的腐蚀：铁在与氧气反应时，会生成氧化铁（Fe2O3），即锈。

铁的腐蚀受到湿度、温度等因素的影响加剧。

可以通过增加涂层、防锈剂等方式来保护铁制品。

（2）铜的腐蚀：铜与氧气反应生成氧化铜（CuO），其颜色为黑色。

铜腐蚀通常发生在潮湿环境中，可以通过清洁、涂层等方式防止铜器生锈。

（3）铝的腐蚀：铝在与氧气反应时生成氧化铝（Al2O3），氧化铝形成了一层致密的氧化膜，起到一定的防护作用。

因此，铝具有良好的耐腐蚀性能。

2. 如何保护金属免受腐蚀（1）使用防腐剂：比如，涂覆在金属表面的油漆、涂料等物质能够形成一层隔离层，防止金属与外界氧气接触。

第12页/共24页
点蚀
防护措施： 材料的点蚀电位越高，说明耐点蚀
能力越强，具有自钝化特性的金属 或合金相对耐点蚀，从Al < Fe < Ni < Zr < Cr < Ti依次增强。 金属的表第面13页/粗共24页糙和位错易产生点蚀 坑，多进行电解抛光或机械抛光等
缝隙腐蚀
定义：当金属与金属或金属与非金属之间存在很小的缝隙（一般为 0.025 ~ 0.1 mm）时，缝内介质不易流动而形成滞留状态，促使缝隙内 的金属加速腐蚀的现象，称为缝隙腐蚀。
防护措施： 1.选择能形成保护性好的表面膜的材 料，以及提高材料的硬度，可以增强 抗磨损腐蚀的能力；
2.采用适当的涂层； 第11页/共24页
点蚀机理
闭塞电池自催化腐蚀过程－形成闭塞电池
➢孔内介质基本上处于滞留状态，溶解 的金属 离子不 易往外 扩散， 溶解氧 也不易 扩散进 孔内； ➢ 随着腐蚀的进行，孔内带正电的金属 离子浓 度增加 ，为保 持溶液 的电中 性，带 负电的 氯离子 不断迁 入，使 孔内形 成了金 属的氯 化物F eCl2等 ，氯化 物又进 一步水 解生成 盐酸， 孔内介 质的酸 度增高 ，促使 阳极溶 解速度 加速。 ➢ 二次腐蚀产物Fe(OH)2和水中的Ca( HCO3)2等可溶 性盐由 于介质 pH值的 升高而 转化成 的CaC O3沉 淀物， 一起在 孔口沉 积使蚀 孔成为 一个闭 塞 电 池 。
阳极极化
本质：阳极溶解的反应速度小于电子流走 速度。
原因：电化学极化（外电流为阳极极化 电流时，表面积累正电荷） 浓差极化（金属离子堆积，界面
积累制衡电荷） 电阻第3页/极共24页化（钝化膜阻止电荷转移）
过程：1.金属离开晶格转变为表面吸附原

金属防腐的原理和应用教案一、金属防腐的原理金属的防腐是指对金属材料进行处理，以防止其受到腐蚀或氧化的过程。

金属腐蚀会导致金属表面的破坏、减弱材料的强度和耐用性，影响其使用寿命。

金属防腐的原理主要包括以下几个方面：1.物理防腐：采用物理方法来防止金属腐蚀，如为金属表面增加隔绝层，使得金属与外界环境隔离开来，减少腐蚀的可能性。

–使用金属涂层或喷涂防腐漆来保护金属表面，防止接触空气或水等容易导致腐蚀的介质。

–采用金属镀层技术，将一层防腐金属镀在金属表面，阻隔金属与外界介质的接触，达到防腐的效果。

2.化学防腐：采用化学方法来防止金属腐蚀，通过一系列化学物质的作用，改变金属表面的性质，减少腐蚀的可能性。

–使用化学物质进行金属表面的处理，如酸洗、碱洗等，可以去除金属表面的氧化层和污染物，减少腐蚀的发生。

–采用化学溶液进行防腐处理，如浸渍、溶解等，改变金属表面的性质，形成一层保护膜，阻挡外界介质对金属的腐蚀。

3.电化学防腐：利用电化学原理来防止金属腐蚀，通过控制金属与外界介质的电位差，减少电流的流动，从而减少腐蚀的发生。

–利用电流进行电解腐蚀，将一种防腐材料的阴极极化，在金属表面形成一层保护膜，阻止电流的流动，从而达到防腐的效果。

–采用电沉积方法，在金属表面沉积一层抗腐蚀的金属或合金，形成一层保护层，隔离金属与外界介质的接触，延长金属的使用寿命。

二、金属防腐的应用金属防腐技术广泛应用于各个行业和领域，以延长金属材料的使用寿命和保证其工作性能。

以下是金属防腐的一些常见应用：1.建筑行业：金属结构常用于建筑物的支撑和框架中，为了防止腐蚀和延长使用寿命，常采用金属镀层和防腐漆进行表面处理。

2.船舶制造：海洋环境中腐蚀非常严重，船舶制造业中常采用防腐涂层、防腐漆和有机涂层等方法，保护金属船体和船上设备的防腐。

3.石油化工：石油化工设备常常处于恶劣的环境中，需要经常接触化学物质和高温高压条件，金属防腐技术是确保设备和管道安全运行的关键。

金属腐蚀学原理教案课时：1小时教学目标：1.了解金属腐蚀的原理和机制；2.掌握金属腐蚀的分类和常见的腐蚀形式；3.了解金属腐蚀的预防和控制方法。

教学重点：1.金属腐蚀的原理和机制；2.金属腐蚀的分类和常见形式；3.金属腐蚀的预防和控制方法。

教学难点：金属腐蚀的预防和控制方法。

教学过程：一、导入（5分钟）教师通过问问题或讲述引入话题，激发学生对金属腐蚀学的兴趣。

二、理论讲解（30分钟）1.金属腐蚀的原理和机制（10分钟）金属腐蚀是指金属与周围介质发生化学反应并产生物质损失的过程。

介绍了金属腐蚀的三个基本要素：金属、介质和电极电位差。

金属腐蚀的机理：金属在介质中发生氧化和还原反应，形成金属离子并释放出电子。

金属离子溶解在介质中，同时电子通过金属表面迁移，形成阴极和阳极区域。

2.金属腐蚀的分类和常见腐蚀形式（15分钟）分析了金属腐蚀的分类：化学腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀。

介绍了常见的金属腐蚀形式：点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、干腐蚀等，并通过实例解释不同腐蚀形式的产生原因和危害。

三、教学案例分析（20分钟）通过案例分析，让学生了解金属腐蚀的实际问题和解决方法。

1.案例一：海洋钢结构的腐蚀防护教师可以展示一些海洋钢结构的腐蚀照片并简要介绍其腐蚀原因，然后和学生一起讨论如何进行防护和控制措施，例如合理选用材料、涂层保护、防腐保温等。

2.案例二：水暖系统的腐蚀问题教师可以讲解水暖系统中常见的金属腐蚀问题，如管道锈蚀、水垢和腐蚀产物的控制等。

引导学生思考解决方法，如定期清洗、使用防腐剂等。

四、小结（5分钟）教师总结本节课学习的内容，并强调金属腐蚀的重要性和预防措施的必要性。

五、作业布置（5分钟）布置作业，要求学生收集一些实际腐蚀案例，并分析原因和提出相应的预防和控制方法。

教学反思：本节课通过理论讲解和案例分析相结合的方式，让学生了解金属腐蚀学的基本原理和常见形式，并引导学生思考解决方法。

同时，提供了一些实际案例，使学生能够将理论知识应用到实际问题中。

金属的腐蚀与防护教学设计教案第3节化学能转化为电能——电池第3课时金属的腐蚀与防护【学习目标】1、能够运用原电池原理解释金属发生电化学腐蚀的原因。

2、学会利用原电池原理和电解原理设计防护的方法。

3、认识金属腐蚀的危害和防护的必要性。

【预习】三、金属的腐蚀与防护1、金属电化学腐蚀的原理（1）金属腐蚀。

金属腐蚀常见的类型：。

（2）电化学腐蚀①概念：当两种金属（或合金）且又同时暴露在里或与接触时，由于形成原电池而发生的腐蚀就是电化学腐蚀。

电化学腐蚀过程中由于电解质溶液的不同，又可分为和两种。

②吸氧腐蚀见课本27页图1-3-13：表示的是一块铆有铁铆钉的铜板暴露在潮湿空气中的腐蚀情况，其中为负极，为正极，铜板表面凝结有一层水膜，空气中CO2及沿海地区空气中的NaCl等物质溶解在水膜中形成电解质溶液，从而构成原电池。

电极反应为：负极：正极：然后OH－与Fe2+结合为Fe(OH)2，故该原电池的总反应为：Fe(OH)2与潮湿空气反应生成Fe(OH)3：方程式为：生成的Fe(OH)3分解，从而生成铁锈(Fe2O3·nH2O)，该过程主要消耗O2，称为吸氧腐蚀。

③析氢腐蚀同样是上述腐蚀，若空气中SO2含量较高，处于酸雨的环境下，使水膜酸度较高，即电解质溶液为酸性溶液，正极反应就变为：总反应为：。

该过程为析氢腐蚀。

无论是析氢腐蚀，还是吸氧腐蚀，都使金属成为原电池的负极，金属电子变为金属阳离子而被腐蚀，且金属越越易发生电化学腐蚀。

【例1】下列关于铁器的使用注意事项不正确的是（）A、避免长期接触潮湿空气B、避免与酸性物质接触C、不能接触干燥的空气D、不能盛放硫酸铜溶液【例2】下列现象中，不是由于原电池反应造成的是( )A、含杂质的锌与盐酸反应比纯锌与盐酸反应速率快。

B、金属在潮湿的空气中易腐蚀。

C、纯铁和盐酸反应，如滴入几滴硫酸铜溶液，则可加快反应速率。

D、化工厂中的铁锅炉易腐蚀而损坏。

2、金属的防护金属的腐蚀主要是电化学腐蚀，只要破坏了原电池的构成要素就可减少电化学腐蚀的发生，常见有以下几种金属防护方法：(1)让金属制品处于的环境。

金属的腐蚀实验教案教案：金属的腐蚀实验I. 实验目的通过进行金属的腐蚀实验，使学生了解金属腐蚀的原理、类型及防治方法，培养学生的实验观察、分析和解决问题的能力。

II. 实验材料和仪器1. 实验材料：- 钢丝球（铁）- 青柠檬汁- 盐水溶液- 纸巾- 碗- 锡箔纸- 铜丝（或铜片）2. 实验仪器：- 显微镜- 试管- 电子天平- 放大镜- 实验台III. 实验步骤1. 准备工作：- 放置实验台上所需材料和仪器- 使用纸巾擦拭试验台面，保持清洁2. 实验操作：1) 将一小块钢丝球放入试管中，加入适量的青柠檬汁。

2) 将另一块钢丝球放入另一个试管中，加入一定量的盐水溶液。

3) 观察并比较两个试管中钢丝球的变化，记录观察结果。

4) 取一块铜丝（或铜片）放入一碗中，加入足够的青柠檬汁，静置一段时间。

5) 观察并记录铜丝（或铜片）的变化。

3. 数据分析：- 根据观察结果，分析不同试验条件下金属的腐蚀情况。

- 通过观察数据，总结金属腐蚀的原理和类型。

IV. 实验结果与讨论1. 实验结果：- 在青柠檬汁中，钢丝球腐蚀情况较轻微，表面可能出现少量皱纹或变色。

- 在盐水溶液中，钢丝球腐蚀加剧，表面可能出现多个腐蚀点，并可能出现部分生锈。

- 铜丝（或铜片）在青柠檬汁中腐蚀较轻微，仅表面可能出现少量氧化。

2. 讨论：- 青柠檬汁中含有一定酸性，可为金属提供氧化的条件，但含量较低，因此金属腐蚀相对较轻微。

- 盐水溶液中含有盐分，提供了更好的电解质环境，加速金属的腐蚀速度。

- 铜具有较好的耐腐蚀性，因此在青柠檬汁中的腐蚀程度相对较低。

V. 实验总结通过本次实验，我们了解了金属腐蚀的原理、类型和影响因素。

腐蚀是金属长期暴露于特定环境中，受到氧化、酸碱等因素刺激而发生的化学反应。

不同环境条件和金属种类对腐蚀过程具有不同的影响，合理选择金属和控制环境条件对于减缓或防止腐蚀非常重要。

通过本实验的观察和数据分析，我们可以得出以下结论：- 盐水溶液中的腐蚀速度高于青柠檬汁中的腐蚀速度，说明电解质的存在加速了金属的腐蚀过程。

➢ 用参比电极（除标准氢电极） 测得的电位值要进行换算，即 用待测电极相对这一参比电极 的电位，加上这一参比电极相 对于标准氢电极的电位。
➢ 例如，某电极用饱和甘汞电极 的测得的电位是+0.5V，换算成 相对于标准氢第20电页/共8极0页 的电位则为 +0.5+0.2438=0.7438V
（4）电极电位测量装置与标准电 极电位表
Ee-平衡电极电位，V；E0-标准电极电位，V F-法拉第常数，96500C/mol； R-气体常数，8.314J/（mol.K）； T-热力学温度，K； n-参加电极反应的电子数； a氧化态(还原态)-氧化（还原）态物质的平均活度（有效浓度）
能斯特方程反映了:
电池的电动势受温度、电池中的反应物和产物的活度或压强影 响的关系,它们的变化可以改变电动势的大小，甚至其浓度的变 化可以导致腐蚀倾向的改变。
2实质
阳阴
极极
➢ 腐蚀电化学反
应实质上是一
个发生在金属
和溶液界面上
的多相界面反
应。
钢铁的析氢腐蚀示意图
➢ 电化学腐蚀过
程：从阳极传
递电子到阴极， 第4页/共80页
再由阴极进入
➢ 电化学腐蚀与化学腐蚀的主要 区别之一：
电化学腐蚀的过程中的阳极反应 和阴极反应式同时发生的，但 不在同一地点进行。
➢ 电化学腐蚀过程中的任意一个 反应停止了，另一个反应（或 是整个反应）第5页也/共8停0页 止。
属和溶液界面建立一个稳定的双 电层，即不随时间变化的电极电 位，称为金属第16的页/共8平0页 衡电极电位Ee， 也称可逆电位；宏观上平衡电极
（2）标准电极与标准电极电位
如果上述平衡时建立在标准状 态—纯金属、纯气体(气体分压为 1.01325×105 Pa)，298K，浓度为 单位活度（1mol/L），则该电极 为标准电极，该标准电极的电位 为标准电极电位（E0）。