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金属的电化学腐蚀及防护创设情境：据报道，我国钢铁的年产量达到了4．2亿吨，占全世界年产量的1/3，已经连续十年居世界首位。
全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，是地震、水灾、等自然灾害造成损失的总和的6倍，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25%—30% 学习任务：一、金属的电化学腐蚀1、金属的腐蚀是金属与周围的气体或者液体物质发生而引起损耗的现象。
一般可分为腐蚀和腐蚀。
化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体或非电解质液体等直接发生__________而引起的腐蚀。
电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时发生反应，的金属失去电子而被。
如在潮湿的空气中生锈。
两种腐蚀往往发生，但腐蚀更普遍，速度更快，危害更严重。
2、化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点：共同点________________________________________________________________________不同点________________________________________________________________________ 3、电化学腐蚀(以钢铁为例)（1）析氢腐蚀(__________较强的溶液)负极: 正极:总方程式：（2）吸氧腐蚀(______性或_____________溶液)负极: 正极:总方程式：Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用：二、金属的防护1、金属的防护覆盖保护膜（涂油漆，电镀，钝化等）；改变金属的内部结构（钢→不锈钢，在钢中加入镍和铬）2、电化学保护牺牲__________________保护法（较活泼金属作极，钢铁作极被保护）外加_________________保护法（外加电流，使钢铁被迫成为极受保护）三、金属腐蚀快慢的判断（一)对于不同的金属而言：与金属的活泼性有关，一般活泼性越强的金属，越___被腐蚀。
(二)对于同种金属而言：(1)与引起腐蚀的原因有关：一般说来，电解原理引起的腐蚀 ____原电池原理引起的腐蚀_____化学腐蚀 ____有防腐措施的腐蚀(2) 与介质条件有关：一般说来同种金属的腐蚀在强电解质中_____弱电解质中 ____非电解质中(3)与构成微电池两极的材料有关：两极材料的活动性差别越大，较活泼金属被腐蚀的速度越。
金属材料的电化学腐蚀行为与防护引言：金属材料是广泛应用于工业和日常生活中的重要材料之一。
然而，金属材料在使用过程中往往会受到电化学腐蚀的影响，而腐蚀会导致金属材料性能下降、损坏甚至失效。
因此，了解金属材料的电化学腐蚀行为及其防护对于延长材料寿命、提高使用性能具有重要意义。
一、电化学腐蚀行为1. 腐蚀机理金属腐蚀主要是通过电化学反应进行的。
在电化学腐蚀中，金属表面发生氧化和还原反应，形成电荷传递过程，导致金属离子溶解和产生腐蚀产物。
2. 影响因素电化学腐蚀行为受多种因素影响，包括金属材料的组成、结构、表面状态、溶液环境等。
其中，溶液环境的酸碱度、温度、溶解氧含量等因素对金属腐蚀具有重要影响。
3. 腐蚀类型金属腐蚀可分为多种类型，包括常见的均匀腐蚀、局部腐蚀和应力腐蚀等。
均匀腐蚀是指金属表面均匀溶解，而局部腐蚀则是指局部区域发生腐蚀。
应力腐蚀是指金属在受到应力作用下发生腐蚀。
二、电化学腐蚀防护方法1. 材料选择选择耐腐蚀性能好的金属材料是防护的首要措施。
不同金属的耐腐蚀性能不同，可以通过选择具有更好耐腐蚀性能的金属或合金来减轻腐蚀问题。
2. 表面处理通过表面处理来改变金属表面的状态，形成保护层来防止腐蚀的产生。
常见的表面处理方法包括电镀、喷涂、阳极氧化等。
3. 缓蚀剂缓蚀剂是一种能够与金属表面形成保护膜的物质，可以减缓金属腐蚀速率的发展。
常见的缓蚀剂包括钝化剂、缓蚀剂添加剂等。
4. 阴极保护阴极保护是通过将金属材料变为阴极，从而减少其腐蚀速度。
常见的阴极保护方法有外加电流阴极保护和阳极保护。
5. 涂层保护将金属表面涂覆一层抗腐蚀的涂层，形成保护层来防止金属腐蚀。
常见的涂层材料包括有机涂层、无机涂层等。
三、电化学腐蚀行为与防护应用举例1. 钢铁的电化学腐蚀行为与防护钢铁作为常见的金属材料，其电化学腐蚀问题尤为突出。
可以通过合金化、阴极保护等方式来减缓钢铁腐蚀速率。
2. 铜及其合金的电化学腐蚀行为与防护铜及其合金在湿润环境中易受电化学腐蚀。
金属的电化学腐蚀与防护方法金属在我们的日常生活和工业生产中无处不在，从建筑结构到交通工具，从电子设备到医疗器械。
然而，金属面临着一个普遍而严重的问题——电化学腐蚀。
这一现象不仅会导致金属材料的性能下降，缩短其使用寿命，还可能引发安全隐患和巨大的经济损失。
因此，了解金属的电化学腐蚀原理以及掌握有效的防护方法至关重要。
一、金属电化学腐蚀的原理要理解金属的电化学腐蚀，首先需要了解一些基本的电化学概念。
电化学腐蚀本质上是一个氧化还原反应，涉及到电子的转移。
当金属暴露在电解质溶液（如潮湿的空气、海水等）中时，金属表面会形成无数微小的原电池。
以铁为例，在潮湿的空气中，铁表面吸附的水膜会溶解氧气和二氧化碳等气体，形成电解质溶液。
铁中的杂质（如碳）与铁本身形成了许多微小的电极。
铁原子失去电子变成亚铁离子进入溶液，发生氧化反应：Fe 2e⁻＝Fe²⁺。
而在另一些区域，氧气得到电子发生还原反应：O₂＋ 2H₂O ＋ 4e⁻＝ 4OH⁻。
这样，电子从铁原子转移到氧气，形成了电流，导致铁不断被腐蚀。
不同的金属在电化学序列中的位置不同，其活泼性也不同。
位置越靠前的金属，越容易失去电子发生氧化反应，也就越容易被腐蚀。
例如，锌比铁活泼，在锌铁原电池中，锌会优先被腐蚀，从而保护了铁，这就是常见的牺牲阳极的阴极保护法的原理。
二、金属电化学腐蚀的类型1、析氢腐蚀在酸性较强的环境中，金属发生电化学腐蚀时，氢离子在阴极得到电子生成氢气，这种腐蚀称为析氢腐蚀。
例如，铁在酸性溶液中的腐蚀：阳极（Fe）：Fe 2e⁻＝ Fe²⁺阴极（杂质）：2H⁺＋ 2e⁻＝ H₂↑2、吸氧腐蚀在中性或弱酸性环境中，金属发生电化学腐蚀时，氧气在阴极得到电子，与水共同作用生成氢氧根离子，这种腐蚀称为吸氧腐蚀。
如铁在潮湿空气中的腐蚀：阳极（Fe）：Fe 2e⁻＝ Fe²⁺阴极（杂质）：O₂＋ 2H₂O ＋ 4e⁻＝ 4OH⁻三、金属电化学腐蚀的影响因素1、金属的本性不同的金属在相同的环境中，其腐蚀速率往往不同。
电化学金属腐蚀与防护原理及应用电化学金属腐蚀是指金属在电解质溶液中发生的一种化学反应，会导致金属表面产生氧化、溶解或析出等不可逆过程。
金属腐蚀会导致金属失去原有的性能，降低材料的强度、硬度和可靠性，造成经济损失。
因此，为了保护金属材料免受腐蚀的损害，人们研究了多种防护技术。
电化学金属腐蚀的原理是基于金属表面的电化学反应。
金属在电解质溶液中处于一种平衡状态，既有金属的氧化（腐蚀）反应，也有金属的还原反应。
这个平衡状态被称为电池电位或者腐蚀电位。
当金属表面存在助腐蚀因素（如氧、酸、碱、盐）时，金属表面的氧化反应将被加速，导致金属腐蚀的加剧。
如果能够降低或改变金属表面的电位，就可以减缓金属腐蚀的发生。
为了实现金属腐蚀的防护，我们可以采用以下几种方法：1.阻止金属与电解质接触：通过物理屏障（如油漆、涂层、涂料等）将金属表面与电解质隔开，阻止金属被电解液侵蚀，起到保护金属的作用。
2.加强阳极的保护：在金属表面形成一层更活泼、更易氧化的金属层，作为阳极，吸引电流，减缓金属的腐蚀。
常见的做法是采用镀层、热浸镀、电镀等方法，在金属表面形成一层保护膜。
3.采用阻止电流流动的方法：通过在金属表面施加外加电流或者电磁场，阻止电流在金属间流动，减缓金属的腐蚀。
常见的做法是采用阴极保护或者磁场保护方法。
4.控制电解质环境：通过改变电解质的成分、浓度、温度等参数，使其不利于金属的氧化反应，减缓金属的腐蚀。
例如，对于钢铁材料，可以通过控制水中的溶解氧、酸碱度等因素，来减少金属腐蚀的发生。
电化学金属腐蚀防护的应用非常广泛。
在船舶、桥梁、海洋工程、化工设备等领域，金属材料容易受到海水、氧气、酸碱等环境的腐蚀，因此需要采取有效的防护措施。
例如，对于船舶，在船体表面施加阴极保护，将船体作为阴极，以减缓钢铁的腐蚀。
在化工设备中，常常采用高温涂层、耐酸碱材料等措施，延长设备的使用寿命。
总之，电化学金属腐蚀防护技术的目标是保护金属材料免受腐蚀的侵害，延长材料的使用寿命。
金属的电化学腐蚀与防护
教案
课题：第四节金属的电化学腐蚀与防护授课班级
课时 1.5
教
学
目
的知识
与
技能 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。
过程
与
方法 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。
情感
态度
价值观 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。
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
知
识
结
构
与
板
书
设
计第二节金属的腐蚀与防护
一、金属腐蚀
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。
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。
2、电化学腐蚀
电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。
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 == Mn+
(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。
特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
[板书]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。
[思考与交流]铁钉生锈的条件：铁钉含杂质、与电解质溶液接触。
绝大多数钢铁生锈是否是化学腐蚀？为什么？
[板书]2、电化学腐蚀
[讲]由于金属和液态介质(常为水溶液)构成微小的原电池而发生
金属腐蚀的过程.电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式.例如:钢铁在潮
湿的空气中生锈就是电化学腐蚀造成的.
[板书] 电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会
发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。
[分析]形成原电池的原因。
[板书]
[投影]钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀：
[讲] 吸氧腐蚀与析氢腐蚀：发生条件、正负极反应、总反应。
[投影]
分类析氢腐蚀吸氧腐蚀
条件水膜酸性较强（弱酸）水膜酸性较弱或呈中性
负极反应 Fe –2e－ === Fe2+ 2Fe –4e －=== 2 Fe2+
正极反应 2H2O + 2e－=== H2↑+2OH－ 2H2O + O2 + 4e－ ==
4OH-
总反应Fe + 2H2O == Fe(OH)2+ H2↑ 2Fe+2H2O+O2== 2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=
4Fe(OH)3 Fe2O3.xH2O 4Fe(OH)2+2H2O+ O2 =
4Fe(OH)3 Fe2O3.xH2O
次要主要
电子如何流动形成回路 Fe失去2e，成为Fe2＋进入溶液，Fe失
去电子流入C极，H＋趋向于C极，与C极上的电子结合成H2析
出溶液 Fe失去电子成为Fe2＋进入溶液，Fe失去的电子流入C极，在C极O2获得电子成为OH―进入溶液
[实验4-3]将经过酸洗除去铁锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡以下，放入具支试管中，观察导管中水柱变化，并思考原因？
[投影]
[现象及解释]导管内水柱上升，因为发生了吸氧腐蚀，试管内空气减少。
[归纳与交流]化学腐蚀与电化腐蚀的对比。
[板书]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 == Mn+
(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。
［思考与交流］铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素的影响.请解释下列有关铁生锈现象的原因.
1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀.
海轮更容易被腐蚀，是因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更易进行.
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.
由于南极的温度常年在0℃以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行.
3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈
由于铁与铜及空气中的水蒸气构成了原电池，铁作电池的负极，因此更容易腐蚀而生锈.
4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈.
因为铁制品在酸性条件下比在中性条件下更易被腐蚀.
［投影小结］化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
化学腐蚀电化学腐蚀
条件金属与非电解质等直接接触不纯金属或合金与电解质溶液接触
现象无电流产生有微弱电流产生
本质金属被氧化的过程较活泼金属被氧化的过程
相互关系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，危害严重
[板书]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
[过渡]金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化，会使机器设备、仪器、仪表的精密度和灵敏度降低，影响使用以至报废，甚至发生严重事故。
每年由于钢铁生锈会使我国损失大约100～150亿元。
在英国，每90秒钟就有1吨钢被锈蚀掉。
因此防止金属腐蚀有很重要的意义。
[板书]二、金属的电化学保护
［投影］
［板书］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.
[讲]电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施，使之成为腐蚀电池中的阴极，从而防止或减轻金属腐蚀的方法。
［板书］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.
［讲］牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极，固定在被保护金属上，形成腐蚀电池，被保护金属作为阴极而得到保护。
牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。
此法常用于保护海轮外壳，海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备(如贮油罐)以及石油管路的腐蚀。
如闸门、轮船连上锌块或锌皮等。
[投影]
［板书］（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。
[投影]
[小结]防腐蚀措施由好到差的顺序为：外接电源的阴极保护法腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法防腐>有一般防护条件的防腐>无防护条件的防腐
教学回顾：。
