金属的腐蚀与防护一、学习任务分析本节课选自苏教版化学反应原理专题1第三单元，主要介绍了金属的电化学腐蚀和防护，其中主要介绍了钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，以及牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法，本节课安排在原电池的工作原理和电解池的工作原理之后，是对电化学知识内容的延伸和深化。
二、学习者分析在学习本节课之前，学生已经学习过原电池及电解池的相关知识，这对本节课的学习打好了良好的基础，学生在学习电化学防护时能举一反三，通过思考来更好的掌握新知识，但是，在讲到钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，学生可能会有疑问，理解起来会有一定难度，因此应着重讲解。
三、教学目标（一）知识与技能1.理解化学腐蚀和电化学腐蚀的区别。
2.掌握钢铁腐蚀的两种情况。
3.知道金属防护的不同方法。
（二）过程与方法1.通过问题讨论和实验探究的过程，了解化学研究的一般方法，初步形成分析推理、综合归纳的能力。
2.通过学生的看、思、说培养学生的整体思维能力。
（三）情感态度与价值观1.通过资料、图片，了解金属腐蚀对国民经济造成的危害，激发社会责任感；学生通过探究性学习和展示，让学生获取成功。
2.培养学生勇于实践、乐于探索的科学素养；提高学生珍惜资源、保护环境的科学意识。
四、教学准备ppt课件五、教学过程【引入】同学们，在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈，铝制品表面出现白斑，一些美观的金属制品使用一段时间后表面失去光泽·····这些其实都是金属的腐蚀现象。
那么，金属腐蚀所带来的损失非常巨大，大家说说看什么是金属腐蚀？【生】金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
【师】是的，这就是金属腐蚀的概念。
那么在这里我们将金属腐蚀分为两种，哪两种？【生】化学腐蚀和电化学腐蚀。
【师】很好，我们把金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀（同时板书）。
同学们知道化学腐蚀和电化学腐蚀的区别在哪儿吗？【生】化学腐蚀是指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀，电化学腐蚀是指不纯的金属或合金发生原电池反应而引起的腐蚀。
【师】非常好。
大家要注意化学腐蚀是金属和其他物质直接接触，而电化学腐蚀是不纯的金属或合金在环境中发生原电池反应。
【板书】一、金属腐蚀化学腐蚀：直接腐蚀电化学腐蚀：原电池反应【师】我们知道这两种腐蚀都是氧化还原反应，它们的本质都是？【生】金属失去电子被氧化的过程。
【师】对的，但是在现实生活中，电化学腐蚀现象要比化学腐蚀现象严重得多，其中钢铁在潮湿的空气中生锈就是最典型的电化学腐蚀。
【板书】二、钢铁的电化学腐蚀【师】大家看ppt上的这幅图，这是一幅钢铁在潮湿环境中的腐蚀示意图，钢铁中有铁和碳，由于是潮湿环境，所以钢铁表面附着了一层水膜，这层水膜可以构成一个电解质溶液，铁做负极，碳做正极，由此构成了原电池，发生了电化学腐蚀。
根据这层水膜中的酸性的强弱，钢铁的电化学腐蚀又可以分为？【生】吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
【师】我们之前在必修二中有学到过析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别，当水膜中溶液显中性或是弱酸性时，发生什么腐蚀？【生】吸氧腐蚀【师】是的，当水膜中溶液显中性或是弱酸性时，钢铁发生了吸氧腐蚀，大家看这幅图，在图中，铁做负极失去电子，在正极，溶解在水膜中的氧气得到电子，生成氢氧根离子（同时板书写下正负极电极方程式和总方程式）。
到这里反应并没有停止，由于氢氧化亚铁很容易被氧气氧化成氢氧化铁，而氢氧化铁容易脱去一部分水生成Fe2O3·nH2O，它就是铁锈的主要成分。
【提问】那么析氢腐蚀需要在什么条件下发生呢？【生】酸性较强【师】对，钢铁表面吸附的水膜酸性较强时，腐蚀过程中会不断有H2放出，发生析氢腐蚀。
下面请同学们根据这幅示意图写出析氢腐蚀的电极反应式和总方程式。
下面同学也拿出纸和笔写一下，我请一位同学来黑板上写一下。
【生】负极：Fe - 2e－= Fe2+正极：2H+ + 2e－= H2↑总：Fe + 2H+ = Fe2++ H2↑【师】大家看一下他写的对不对？【生】对【师】是的，析氢腐蚀时负极还是铁去失去电子，而在正极由于水膜酸性较强，因此是氢离子去得电子生成了氢气。
【板书】【思考交流】结合金属的腐蚀类型说说钢铁腐蚀主要以哪种为主？【生】吸氧腐蚀。
【师】对，由于钢铁所处的外部环境通常比较干燥，氧气的存在又比较广泛，且原电池反应要比一般的氧化还原反应速率高，所以钢铁主要是电化学腐蚀，又因为钢铁表面一般不会遇到酸性较强的溶液，因此钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀。
【思·悟1】金属活动顺序表中排在“H”后的金属能发生析氢腐蚀吗?【生】不能。
排在“H”后的金属不能置换出酸中的氢，只能发生吸氧腐蚀。
【思·悟2】将纯铁放入稀硫酸中，发生的是析氢腐蚀吗?【生】不是。
析氢腐蚀是指不纯的金属(或合金)接触到酸性较强的电解质溶液所发生的原电池反应而引起的腐蚀，纯铁遇稀硫酸发生的是化学腐蚀。
【交流与讨论】请大家翻到课本的25页交流与讨论上面的内容。
请解释下列有关铁生锈的原因。
【师】1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。
【生】海水中有大量的如氯化钠一样的电解质，电解质溶液浓度大，因此海轮更容易被腐蚀。
【师】2.1910年遗留在南极的食品罐头盒，至今其表面很少有铁锈出现。
【生】常年在零度以下，化学腐蚀在这样的温度时不容易发生。
【师】3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。
【生】吸氧腐蚀。
【师】4.当化工厂排出的废气为酸性时，工厂附近的钢铁设施容易生锈。
【生】析氢腐蚀。
【拓展训练】略【师】学习过了电化学腐蚀，我们现在来了解一下金属的防护措施。
那么，我们一般有一下几种方法：1.改变金属内部结构。
比如制合金，我们日常生活中最常见的是不锈钢，工艺上在其中掺入了一些防腐蚀的元素，铬和镍等等。
2.在金属表面覆盖保护层。
比如在钢铁表面涂油或油漆，覆盖塑料，镀不活泼金属等。
通过上述措施使钢铁与空气、水隔绝，以达到防止钢铁腐蚀的目的。
由于金属常常发生电化学腐蚀，因此，我们今天来重点了解一下电化学防护措施。
3.电化学防护。
a.牺牲阳极的阴极保护法。
它所采用的是原电池原理，将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起，更活泼的金属作负极不断被腐蚀，可定期更换，而作为正极的金属就能不被腐蚀而得到保护。
常用于保护海轮外壳及石油管道等。
（加上图片解释）【提问】大家想想看我们还可以用什么原理来防止金属腐蚀？【生】电解池原理。
【师】很好，我们常用的另一种方法就是利用电解池原理的外加电流的阴极保护法。
如图所示，将被保护的钢铁作为阴极，另一附加惰性电极作为阳极，两者都处在电解质溶液（如海水）中，接上外加直流电源。
通电后，电子流向被保护的钢铁设备，在钢铁表面积累了大量的负电荷，从而抑制钢铁失去电子，组织钢铁被腐蚀。
【板书】三、金属防护1.改变金属内部结构。
2.在金属表面覆盖保护层。
3.电化学防护。
a.牺牲阳极的阴极保护法。
(原电池原理）被保护的金属作正极b.外加电流的阴极保护法。
(电解池原理）被保护的金属作阴极【思考1】金属铝比金属铁还要活泼，但铝却经久耐用，这是为什么？【生】金属铝在空气中很容易被氧化，生成的氧化物薄膜非常致密，可以阻止铝进一步被氧化。
【思考2】白铁皮(镀锌铁板)的镀层遭到破坏后，是否还起到保护铁的作用？【生】白铁皮的镀层破坏后，因为镀层金属锌的活泼性比铁强，因此当发生电化学腐蚀时，铁将作原电池的正极，会被保护。
【师】最后，我们来学习下金属腐蚀快慢的规律。
大家把这几条规律记一下。
【ppt展示】1.作电解池的阳极>作原电池的负极>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
2.对同一种金属来说，在不同的电解质溶液中腐蚀的快慢规律：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
3.活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。
4.对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
（适当讲解解释一番）【师】那么在采取防腐蚀措施时也有从好到差的顺序：【习题】例1.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C ．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D ．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀(2012·东营高二质检)如图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是()A ．④>②>①>③B ．②>①>③>④C ．④>②>③>①D ．③>②>④>① 例3:下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是 () A.水中的钢闸门连接电源的负极B.金属护栏表面涂漆C.汽车底盘喷涂高分子膜D.地下钢管连接镁块六、板书设计金属的腐蚀与防护一、金属腐蚀化学腐蚀：直接腐蚀电化学腐蚀：原电池反应二、钢铁的电化学腐蚀三、金属的防护1.改变金属内部结构。
2.在金属表面覆盖保护层。
3.电化学防护。
a.牺牲阳极的阴极保护法。
(原电池原理）被保护的金属作正极b.外加电流的阴极保护法。
(电解池原理）被保护的金属作阴极四、判断金属腐蚀快慢的规律。