电化学的腐蚀与防护

2022-08-06

第一篇：电化学的腐蚀与防护

《金属的电化学腐蚀与防护》教案

复习：我们已经学习了原电池和电解池的原理，请同学们判断下列装置属于哪类电池?判断装置中电极材料及哪极金属有损耗? 这属于哪类电池?判断电极材料及书写电极反应。

学生：讨论并回答问题

讲述：在实际生活、生产中要应用到原电池原理，如手机电池、汽车用的铅蓄电池等各种电池，这是造福于社会、造福于人类的有益的事，但也有不利的方面，比如这两个装置中分别是锌和铁被腐蚀，而带来危害。本节我们来探究：

板书：第四节

金属的电化学腐蚀与防护

引导：请同学们展示你们收集的有关“金属腐蚀”的资料

讲述：通过以上资料表明，因金属腐蚀而产生的危害是很大的，那什么是金属腐蚀呢? 指导：请同学们阅读教材P84从金属腐蚀到倒数第二段。学生阅读：

学生回答：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点鼠标：

提问：从金属元素的原子结构角度分析，金属为什么会被腐蚀? 金属失去了电子。点鼠标：

追问：金属腐蚀分为哪能几类?

学生回答：分化学腐蚀和电化学腐蚀

讲述：通过阅读举出属于化学腐蚀和电化学腐蚀的例子? 学生回答：铁和氯气直接反应而腐蚀，钢管被原油中的含硫化合物腐蚀均为化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中生锈是电化学腐蚀。

设疑：电化学腐蚀是怎样形成的?它具有哪些特征? 计论：全班分小组讨论，小组代表小结。问题：

1、电化学腐蚀的形成条件和特征。

2、化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系。小结：填课件中表格

过渡：钢铁在潮湿的空气里所发生的腐蚀，就是电化学腐蚀的最普通的例子。在一般情况下，金属腐蚀大多是电化学腐蚀。

板书：

一、金属的电化学腐蚀

课件：展示图片：船上的铁锚浸泡在海水中，为什么铁与空气接触的位置最容易生锈呢? 课件：请看演示实验

提问：通过实验可知钢铁生锈的条件是什么? 学生回答：空气和水

讲解：在潮湿的空气中钢铁表面会形成一薄层水膜，又溶解来自大气中的CO

2、SO

2、H2S等气体，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。这些微小的原电池遍布钢铁的表面，使钢铁腐蚀课件：请观看钢铁腐蚀动画

讲解：当钢铁表面水膜的电解质溶液呈酸性， H参与反应生成氢气，发生的是析氢腐蚀;当钢铁表面水膜的电解质溶液呈弱酸性或中性，因溶有一定量的氧气，氧气参与反应而吸收，发生的是吸氧腐蚀。

板书：

1、析氢腐蚀

2、吸氧腐蚀

讲解：析这是析出的析，吸这是吸收的吸，注意区分。

分析：请同学们讨论钢铁发生的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极材料、条件并书写电极反应式。投影：利用表格形式归纳总结析氢腐蚀和吸氧腐蚀的相关知识设疑：潮湿空气中钢铁易生锈，那铁锈是怎么形成的呢?

讲述：氢氧化亚铁在空气中极易被氧化，生成氢氧化铁，氢氧化铁分解生成氧化铁带N个水，则是铁锈的主要成分。

讲述：通过以上的学习我们了解了金属腐蚀的原因，那我们如何来防护金属腐蚀呢?

应采取哪些防护措施呢?请同学们结合生活中的常识分小组讨论。

小结：学生论谈。

投影总结：(1) 改善金属的内部组织结构(内因) ——制成合金(不锈钢)

(2)在金属表面覆盖保护层——电镀、油漆、钝化等

过渡：除了以上的保护方法外，能否从电化学原理的角度来分析还有哪些保护方法?请同学们阅读教材。

学生阅读

讲述：金属发生电化学腐蚀的原因是在金属表面形成了原电池，那我们也可以利用原电池原理来保护金属不被腐蚀。下面我们来学习：

板书：

二、金属的电化学防护

提问：给出图片，船身是如何防腐蚀的? 课件：展示图片并讲解

板书：

1、牺牲阳极的阴极保护法

讲解：原理：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。

讲解：负极和正极是按电势大小划分的，电化学上将发生氧化反应的电极称为阳极，发生还原反应的电极称为阴极。二者是划分标准不同，通常将些种方法称为牺牲阳极的阴极保护法。

回顾：回顾课前复习的电解池，如何利用电解池原理来保护的金属不被腐蚀呢? 板书：

2、外加电流的阴极保护法课件：展示图片并讲解

讲解：原理：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。

小结：通过本节课的学习，我们了解了金属腐蚀的原因是发生了化学腐蚀和电化学腐蚀，主要是电化学腐蚀，电化学腐蚀又分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，以吸氧腐蚀为主。在了解金属腐蚀原因的基础上采取了相应的保护措施，牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。

过渡：为了能很好的理解和掌握本节课所学的知识，并达到学有所用，使理论与实践相结合，我们来解决习题。

第二篇：《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计

三维目标：

知识与技能：1.了解金属腐蚀及其危害。

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，特别是电化学防护的方法。

过程与方法：事例引入，激发兴趣;分组实验，总结结论，典型题例，强化理解。

情感态度与价值观：通过生活事例引发学生思考，体现化学与生活的紧密联系，激发学生的探索精神，并让学生体会到学以致用的科学精神。

教学重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。

教学难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。

教具：提供试剂：锌片铜片稀硫酸氯化钠溶液

提供仪器：水槽导管电流表

教学过程：

【事例引入(配合投影)】在我们的生活中经常可以看到这些现象(投影图片)。这些现实均显示：我们辛苦制备的材料，尤其是金属材料在使用中往往会被腐蚀，造成损坏，浪费，甚至引起恶性事故。如：这是位于美国的俄亥俄桥，突然塌入河中，死亡46人。事后调查，是由于桥梁的钢梁被腐蚀产生裂缝所致。又如，这是日本大阪地下铁道的输气管道，因腐蚀而折断，造成瓦斯爆炸，乘客当场死亡75人。

这样的例子举不胜举，可见，金属腐蚀给人类造成的损失有多么巨大。据统计：(投影)。这些数据都说明金属腐蚀造成的损失已经远远超过了各种自然灾害造成的损失的总和。所以我们要有这样的使命感：用自己学过的知识，去研究金属腐蚀的原理，并尝试找出“防止腐蚀的方法”，甚至想想利用腐蚀原理为我们服务。今天这堂课我们就来走进“金属的腐蚀与防护”。

【板书】金属的电化学腐蚀与防护

[预设问题1]

钢铁生锈，铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O 铜器生锈，铜绿的主要成分：Cu2(OH)2CO3

思考：金属腐蚀的本质是什么?

[板书] 第四节金属的电化学腐蚀与防护

[板书]

一、金属的电化学腐蚀

1、金属的腐蚀

(1)定义：金属原子失电子被氧化的过程

(2) 金属腐蚀的本质：M—ne—=Mn+

[实验探究]金属腐蚀的类型

[预设问题2] A、B装置中Zn棒的质量有无变化?

Zn发生了什么反应?

装置中是否有电流形成?

[板书] (3) 金属腐蚀的类型

[预设问题3] 钢铁在潮湿的空气中为什么在潮湿的空气中比干燥的空气中更易被腐蚀?

[多媒体投影] 钢铁的析氢腐蚀电化学腐蚀示意图

[板书] 析氢腐蚀 (酸性溶液)

[指定学生板书] 负极(Fe)：Fe—2e—=Fe2+ 正极(C)：2H++2e—=H2↑

[引导] C装置中发生了什么电化学腐蚀? [学生实验] 铁的吸氧腐蚀(教材85页实验4-3)

[演示实验]2.铁的吸氧腐蚀的改进实验：投影实验现象

[多媒体投影]实验现象

[板书]析氧腐蚀 (中性和弱酸性溶液)

[多媒体投影] 钢铁的吸氧腐蚀电化学腐蚀示意图

[引导] 钢铁吸氧腐蚀时形成的原电池的正负极，写出电极反应方程式：

[板书] 负极(Fe)：2Fe—4e—=2Fe2+ 正极(C)：O2+2H2O+4e—=4OH—

总反应：2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2

[多媒体投影]铁锈形成：4Fe(OH)2+ O2+2H2O=4Fe(OH)3

Fe(OH)3失去部分水成为铁锈,结构疏松，不能起到保护作用。

【引导，并思考幻灯片上提示的问题，并板书】通过对具体实验的分析，我们来实现一次理论的升华。思考以下问题：

1、金属腐蚀的本质是什么?(M-ne=Mn+)

2、根据金属腐蚀的原理，我们可以给腐蚀怎样分类? 直接接触反应(如1)——化学腐蚀

形成原电池反应(如

3、4)——电化学腐蚀【3叫析氢腐蚀，4叫吸氧腐蚀(铁生锈的主要原理)】

3、按照腐蚀分类，哪种腐蚀的危害程度更大?(电化学腐蚀现象更具有普遍性，因为不纯金属多，易形成原电池，并且电化学腐蚀更快)

因为电化学腐蚀更普遍存在，当然危害也更大。比如::耸立在美国纽约港外，高15层楼的自由女神，历来被认为是美国的象征。但自由女神近百年来一直受着一种疾病的折磨。因为它的外壳材料是铜，而支撑整个雕塑的内支架却是铁，在它们之间被浸透油的毛毯隔开。时间长了，毛毯失去了隔离作用，大西洋潮湿的带着盐分的空气不断地向自由女神进攻, 无数的原电池便在自由女神的身上形成，

【引导】通过对微观腐蚀原理的探讨，我们应该已经基本明白了金属被腐蚀的原理，那么为了让我们辛苦冶炼出的金属不被无谓浪费，结合生活常识，我们要怎么办?(鉴于金属发生腐蚀的原因，可以从哪些方面设想解决问题的思路?)

【过渡】怎样防护大海中船体的腐蚀?

【板书】

二、金属的电化学防护

【板书】

1、牺牲阳极的阴极保护法 [板书]

2、外加电流的阴极保护法

[引导] 其他金属防护方法

[引导]学生小结本节课重难点、易错点。

[多媒体投影] 课堂练习

第三篇：电化学腐蚀与防护（推荐）

电化学腐蚀与防护

姓名：吴三(09化学)

学号：0909401069

金属腐蚀现象在日常生活中是司空见惯的，在腐蚀时,在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应,使金属转入氧化(离子)状态.这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能,破坏金属构件的几何形状,增加零件间的磨损,恶化电学和光学等物理性能,缩短设备的使用寿命,甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故.美国1975年因金属腐蚀造成的经济损失为700亿美元,占当年国民经济生产总值的4.2%.据统计,每年由于金属腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢产量的10~20%.金属腐蚀事故引起的停产、停电等间接损失就更无法计算.所以金属的防腐蚀意义重大。

1.金属腐蚀的分类

金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。介质中被还原物质的粒子在与金属表面碰撞时取得金属原子的价电子而被还原，与失去价电子的被氧化的金属“就地”形成腐蚀产物覆盖在金属表面上，这样一种腐蚀过程称为化学腐蚀;不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。在金属腐蚀中最为严重的就是电化学腐蚀。

金属电化学腐蚀一般分为两种：(1)析氢腐蚀;(2)吸氧腐蚀。

(1) 析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时)

负极(Fe)：Fe-2eˉ=Fe2+

Fe2++2H2O= Fe(OH)2+2H+ 正极(杂质)：2H++2eˉ=H2 电池反应：Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑ 由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。

(2) 吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时) 负极(Fe)：Fe-2eˉ=Fe2+ 正极：O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ 总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。

析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe(OH)2被氧所氧化，生成的4Fe(OH)3脱水生成Fe2O3铁锈。

反应式：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。

Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑ O2+2H2O+4eˉ→4OHˉ

2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 2H++2eˉ→H2

析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中，而吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中。

2.金属腐蚀的防护

从腐蚀角度保护金属材料最简单易行的方法是将材料与腐蚀环境隔离。例如有机涂料、无机物的搪瓷等涂覆金属表面以使材料与环境隔绝。当这些保护层完整时是能起到保护作用的。这里主要介绍已经广为人们采用的电化学防腐蚀的方法。 (1).金属镀层

在钢铁底层上常用电镀一薄层更耐腐蚀的金属(如Cr、Ni、Pb等)的方法来保护钢铁制品。如果用金属Zn、Cd等作镀层，构成腐蚀电池的极性则与上述相反，镀层微孔内裸露的钢为阴极，Zn或Cd的镀层为阳极，通过牺牲阳极，使钢得到阴极保护。镀Sn的Fe(马口铁)广泛用于食品罐头，虽然Sn的标准电极电位高于Fe，但在食品有机酸中却低于Fe,也可起牺牲阳极的作用。镀层如为贵金属(Au、Ag等)、易钝化金属(Cr、Ti)以及Ni、Pb等时，由于它们的电极电位比Fe高，如果出现破损，在电极反应中这些金属将成为阴极，会加速底层铁的腐蚀，因此这类镀层不适于强腐蚀环境(如酸)，但可用于大气、水等环境。除了电镀外，还常用热浸镀(熔融浸镀)、火焰喷镀、蒸气镀和整体金属薄板包镀等方法。 (2). 阳极保护

一些可以钝化的金属，当从外部通入电流，电位随电流上升，达到致钝电位后，腐蚀电流急速下降，后随电位上升，腐蚀电流不变，直到过钝区为止。利用这个原理，以要保护的设备为阳极导入电流，使电位保持在钝化区的中段，腐蚀率可保持很低值。在保持钝性的电位区间，决定金属的阳极溶解电流密度大小的是钝化膜的溶解速度，所以，金属的钝态不是热力学稳定状态，而是一种远离平衡的耗散结构状态。阳极保护法需要一台恒电位仪以控制设备的电位(以免波动时进入活化区或过钝化区)。由于只适用于可钝化金属，所以这种方法的应用受到限制。阳极保护法在工业上用于生产、处理H2SO

4、H3PO

4、NH4HCO3溶液、NH4NO3复合肥等的不锈钢或碳钢制容器和设备等。 (3). 阴极保护

金属电化学腐蚀过程中，微型电池的阴极是接受电子产生还原反应的电极，阳极是失去电子发生氧化反应的电极，只有阳极才发生腐蚀。阴极保护法就是将需要保护的金属作为腐蚀电池的阴极(原电池的正极)或作为电解池的阴极而不受腐蚀。前一种称为牺牲阳极法，后一种称为外加电流法。牺牲阳极法，就是电极电位较负(较活泼)的金属或其合金连接在被保护的设备上，例如钢铁设备连接一块Zn、Mg或Al合金，使它们在形成的原电池中作为阳极而被腐蚀，而使金属设备作为阴极受到保护，这种被牺牲的阳极须定时更换。外加电流法，是在体系中连接一块导流电极(石墨、铂或镀钌、钛、高硅铁、废钢等)作为阳极，当外部导入的阴极电流，使局部阴极电流与局部阳极电流相等、方向相反而相互抵消时，金属腐蚀停止，达到保护设备的目的。阴极保护广泛用于土壤和海水中的金属结构、装置等，如管道、电缆、海船、港湾码头设施、钻井平台、水库闸门、油气井等。为了减少电流输入，延长使用寿命，阴极保护法一般和金属表面涂料法联合应用，是一种经济简便、行之有效的金属防腐方法。 (4). 加入缓蚀剂

在可能引起金属腐蚀的介质中加入少量缓蚀剂就能大大减缓金属腐蚀过程。缓蚀剂可分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂和气相缓蚀剂三类。

有些无机缓蚀剂使阳极过程变慢，称为阳极型缓蚀剂，如促进阳极钝化的氧化剂(铬酸盐、亚硝酸盐、Fe3+)或阳极成膜剂(碱、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸盐);另一类无机缓蚀剂是促进阴极极化，称为阴极缓蚀剂，如Ca2+、Zn2+、Mg2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、Ni2+等，能与在阴极反应中产生的OH-形成不溶性的氢氧化物，以厚膜形态覆盖在阴极表面，因而阻滞氧扩散到阴极，增大浓差极化。也有同时阻滞阳极过程和阴极过程的混合型缓蚀剂。有些溶液中的杂质，如S、Se、As、Sb、Bi等化合物，能阻抑阴极放氢过程，使阴极极化增大，减缓腐蚀。缓蚀剂的用量一般要先通过试验才能确定。

有机缓蚀剂属于吸附型缓蚀剂，它们吸附在金属表面形成几个分子厚的不可见膜，一般同时阻滞阳极和阴极反应，但阻滞效果并不相同。常用品种有含N、含S、含O、含P的有机化合物，如胺类、杂环化合物、长链脂肪酸化合物、硫腺类、醛类、有机磷类等。缓释剂的吸附类型有静电吸附、化学吸附。静电吸附剂有苯胺及其取代物，吡啶、丁胺、苯甲酸及其取代物如苯磺酸等;化学吸附剂有氮和硫杂环化合物;有些化合物同时具有静电和化学吸附作用。此外，有些螯合剂能在金属表面生成一薄层金属有机化合物。近年来，有机缓蚀剂发展很快，应用广泛，使用这些缓蚀剂也会产生缺点，如可能污染产品，可能对生产流程产生不利影响等。

气相缓蚀剂多是挥发性强的物质，也属于吸附型缓蚀剂。它的蒸气被大气中水分解出有效的缓蚀基团，吸附在金属表面使腐蚀减缓，一般用于金属零部件的保护、贮藏和运输。它必须用于密封包装内，海洋油轮内舱也可用它来保护。常见的有效气相缓蚀剂有脂环胺和芳香胺;聚甲烯胺;亚硝酸盐与硫脲混合物;乌洛托品和乙醇胺;硝基苯和硝基萘等。总结：对于金属的防护还有很多其他新型措施，但以上几种是目前源与能源紧缺的时代，解决好金属腐蚀问题将会创造出无以估计的价值。

参考资料

[1] 《应用电化学》杨辉卢文庆编著科学出版社 [2] 《物理化学》傅献彩主编高等教育出版社 [3] 《电化学基础》[4] 《腐蚀电化学》

杨文治

曹楚南北京大学出版社化学工业出版社

第四篇：2016山东教师招聘面试：《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计

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《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计

一、教学目标【知识与技能目标】

了解电化学腐蚀的定义、电化学腐蚀的原理及其两种形式;知道金属的电化学防护的两种方法。【过程与方法目标】

通过观察演示实验，总结日常生活经验，分析本质，体验科学探究的过程，学习探究方法;初步形成科学探究的能力。

【情感态度与价值观目标】

学生通过回忆日常生活经验，引发探究化学反应的本质的好奇心，在深入理解化学反应本质的基础上进一步认同化学知识来源于生活并利用于生活的化学观念。

二、教学重难点【重点】

电化学腐蚀和防护的原理【难点】

电化学腐蚀和防护的原理

三、教学方法

教法：讲授法、实验法、多媒体教学法等;学法：自主探究法、小组讨论法等

四、教学过程

第一环节：利用多媒体导入新课

教师：同学们首先观看一段视频，大家从这段视频看到了什么呀? 学生：可以看到桥和一些建筑的垮塌，视频的后半段看到发生这些事故的原因是因为铁的生锈或者一些金属的腐蚀。

教师：那同学们知道为什么会有这样的情况发生吗?它发生的原因是什么?我们有没有什么方法可以预防这些情况的发生呢? 教师：本节课我们就来学习金属腐蚀的方式有哪些和我们通过哪些方式进行防护呢第二环节：新课教学

教师：大家现在首先自学化学书84页的内容讨论出：金属腐蚀分为几种?每一种的定义是什么?给大家3分钟自学和讨论

(3分钟后)找小组代表起来回答

学生：金属腐蚀分为两种：化学腐蚀和电化学腐蚀

化学腐蚀：金属与干燥气体或者非电解质液体直接发生化学反应

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电化学腐蚀：不纯的金属与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活波的金属失去电子被氧化，这种腐蚀是电弧学腐蚀

教师：在我们的日常生活中，电化学的腐蚀的危害更大，因此，在本节课我们将主要介绍电化学分腐蚀的原理

教师：大家接下来用准备好的仪器进行一个探究性的实验

实验步骤：向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠(A)和稀醋酸(B)润湿过的两个锥形瓶中，按书上实验4-3图示(铁钉)装置好仪器，观察、比较导管中水柱(在水中滴加几滴红墨水)的变化和试管中的现象。

在实验开始前先给学生提出以下问题：根据之前学习的知识首先观察A和B的实验现象，然后根据现象和之前学习的原电池和氧化还原反应写出电极反应和化学反应方程式

(10分钟后)

教师引导学生得出结论：当钢铁处于酸性气氛中时，易发生析氢腐蚀

教师：我们在讲完金属的腐蚀的形式之后，既然金属的腐蚀作用这么强，我们有没有什么方式能够预防它的发生呢? 教师：通过我们刚才比较吸氧腐蚀和析氢腐蚀时，发现金属发生电化学腐蚀时候，总是作为电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，所以，我们可以利用该特点对某金属进行保护。

我将利用投影仪展示金属的电化学防护例子一：在船身上装锌块避免船体遭受腐蚀。

我让学生进行思考，总结原因：形成原电池时，让被保护金属作正极(阴极)，不反应受到保护;而活泼金属作负极(阳极)，反应受到腐蚀。

我将引导学生总结出——牺牲阳极的阴极保护法。

我将继续利用投影仪展示例子二——把被保护的钢铁设备(如钢闸门)作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者均存在于电解质溶液(海水)里面，接外加直流电源。

让学生思考该例子能够起到防护的原因：通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近于零，从而起到保护作用。

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我引导学生得出——这就是外加电流的阴极保护法第三环节：巩固提高

利用如下图所示的装置进行实验，开始时，a、b两管液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是( )

让学生对以上练习题进行思考，巩固所学知识，并提升他们的综合运用能力第四环节：小结作业

通过本节课的讲解、实验探究得出本节课重要的结论，引导学生对本节课的重点和难点进行回顾，了解学生的学习情况以及对其进行适当的强调。最后布置相应的习题，来巩固本节课新知识的学习。

五、说板书设计

第四节金属的电化学腐蚀与防护

一、金属的电化学腐蚀 1.电化学腐蚀——原电池反应 2.形式：析氢腐蚀——酸性环境中吸氧腐蚀——中性或弱酸性条件下

二、金属的电化学防护 1.牺牲阳极的阴极保护法 2.外加电流的阴极保护法

六、教学反思

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第五篇：高中化学《金属的电化学腐蚀与防护》教案1 新人教版选修4

第四节金属的电化学腐蚀与防护

一、教学设计

“金属的腐蚀与防护”始终是一个世界性的异常棘手的科技难题。本节开篇提供的统计资料——“发达国家每年由于金属腐蚀造成的直接损失约占全年国民生产总值的2%～4%”，远远超过各种自然灾害造成损失的总和，这无疑会给人们一个重要的警示：金属腐蚀，不可等闲视之!金属曾是人类文明发展的历史标志，如铜器时代、铁器时代。在现代社会中，钢铁等金属材料的产量和质量仍是反映国民经济发展水平的重要指标。然而人们对随处可见的金属腐蚀现象早已习以为常，不以为怪。因此，本节教学一方面是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!

本节内容可大致分为三部分：

揭示金属腐蚀的严重性和危害性→ 分析发生金属腐蚀的原因→探讨防止金属腐蚀的思路和方法鉴于金属的电化腐蚀比化学腐蚀更为普遍，也更为严重，教科书中又重点以最常见的钢铁锈蚀为例，剖析了金属的两种电化腐蚀过程——析氢腐蚀和吸氧腐蚀，并重点介绍了金属的电化学防护方法——牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。

教科书中安排了一个铁钉锈蚀的演示实验，帮助学生认识金属的吸氧腐蚀原理。另外又安排了一个【科学探究】，验证牺牲阳极的阴极保护法，通过实验说明较活泼金属锌如何阻止铁的析氢腐蚀。

为了拓展学生的知识面与培养他们的合作精神，教科书还安排了一项【实践活动】，要求学生查阅有关防治钢铁腐蚀方法的资料并交流。

本节教学可采用讲授与讨论相结合的方法。

本节教学重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。本节教学难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。教学建议如下：

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。

2. 新课引入。以一组音像和文献中的数据资料或新闻信息，简要介绍金属在社会经济发展中的重要地位，同时揭示金属腐蚀所造成的严重危害，可以使学生通过感官刺激产生强烈的心理震撼，进而激发学生探讨金属腐蚀相关问题的欲望。

3. 教科书中的【实验4-3】可安排在讨论金属的电化学腐蚀之前，帮助学生通过实验来了解金属发生电化学腐蚀的条件和相关的电极反应。同时可增补两组实验，按图4-17另备两套同样装置，其中一套只装一干燥的无锈铁钉，另一套只装少量盐水，几分钟后再比较三个装置中的现象有何不同，这样更有利于说明金属发生电化学腐蚀的条件。观察实验后，可与学生一道讨论以下问题：

1 (1)金属腐蚀的本质是什么?

(2)金属的电化学腐蚀与化学腐蚀有何不同?(从反应条件和反应原理上加以说明，并由此介绍金属电化学腐蚀的两种过程——析氢腐蚀和吸氧腐蚀)

(3)为什么说金属的电化学腐蚀比化学腐蚀的危害程度更大?(电化学腐蚀现象更具有普遍性，并且电化学腐蚀更快)

(4)自20世纪以来，金属遭受腐蚀的现象较过去数百年更为严重，其主要原因是什么?(可从酸雨形成的地区范围更广、降雨次数更为频繁等环境变化方面说明)

针对上述实验，还有些问题可以探讨，如怎样判断具支试管内减少的气体就是氧气?应根据教学实际灵活处理。

4. 关于金属防腐的思路和方法，可以在课堂上组织学生讨论：

(1)鉴于金属发生腐蚀的原因，可以从哪些方面设想解决问题的思路?(即研究问题的方向) ①直接隔离。即可选用适当的材料使金属与空气或其他腐蚀性试剂隔离开，以阻止金属的腐蚀。 ②因势利导。电化学腐蚀还是用电化学方法来解决，不回避金属与氧化剂的直接接触，采用还原性更强的物质或其他替代方式来满足氧化剂对电子的需求，从而保护主体金属构件免受腐蚀。

③改变本质。即改变金属的内部组成结构，使其具有较强的抗腐蚀性能。

(2)在生活和学习的过程中，你了解哪些防止金属腐蚀的具体方法?(即学习解决问题的方法) ①给金属穿上“防护服”。具体方式有(以下内容只需借助图片作补充性的简略介绍)：涂漆——如在钢铁表面涂防锈油漆;

热镀——加热锌或锡等耐腐蚀性能较强的金属，使其均匀覆盖于钢铁表面; 电镀——在钢铁表面形成锌或铬等耐腐蚀性较强的金属镀层; 喷涂有机或无机涂层材料等。

②电化学防护法——即牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。这是本节教学的重点内容之一，可先结合图片分析原理，再组织【科学探究】，演示并讨论教科书中图4-21相关的实验，同时还可与【实验4-3】作对比，说明锌、铁与酸化的氯化钠溶液构成原电池后，锌能够有效地保护铁制品。 ③在钢铁中加入一定比例的铬和镍(如14%～18%Cr，7%～9%Ni)，改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”。

其他防腐措施一般也只作简略介绍。

2 5. 在本课小结时，可组织学生对金属的化学腐蚀和电化腐蚀、析氢腐蚀和吸氧腐蚀等内容进行比较。表4-5化学腐蚀和电化学腐蚀的比较

表4-6钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较

二、活动建议【实验4-3】

实验中须注意以下几点：

(1)多用几枚铁钉，增大铁钉腐蚀时的耗氧量，以便在短时间内可观察到更为明显的实验效果。 (2)经过酸洗除锈的铁钉，须用清水洗(避免残留酸液干扰实验)，然后用饱和食盐水浸洗一下，即可加入到具支试管中。

(3)整个装置应保证密封状态良好，几分钟后就可以看到导管中水柱明显上升。原因是铁钉发生吸氧腐蚀时，使具支试管内O2减小，压强降低，促使导管内水柱上升。【补充实验4-4-1】为了增强实验的探究性，可补充下面的实验。

图4-3铁的吸氧腐蚀实验

(1)向100 mL烧杯中加入约50 mL饱和食盐水后，插入两个玻璃筒(无底);

(2)将一颗无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中(装置如图43所示)，立即可观察到有电子自铁钉流向碳棒，表明铁钉与碳棒已构成原电池的两个电极;

(3)1 min后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入K3[Fe(CN)6]溶液，即可观察到铁钉附近的溶液变蓝色，表明铁被氧化，生成了Fe2+;

(4)向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到碳棒附近的溶液变红色，表明溶液pH增大，呈碱性。