第四节金属的腐蚀和防护-2.doc

36 第四章第四节金属的腐蚀和防护（第二课时）江苏省启东中学 杨萍学习目标知识与技能：1.认识金属腐蚀的危害。2掌握影响金属腐蚀快慢的比较3知道防护金属腐蚀的方法。4. 认识防止金属腐蚀的重要意义。过程与方法： 1.通过金属腐蚀现状的分析介绍，激起学生保护资源的热情。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，辩证的认识外因和内因条件对化学变化的影响。情感态度和价值观： 1通过一些有趣的实验和科学探究活动，增强学生探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。2. 通过学习增强保护环境的意识，节约意识，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。先学后教据统计，发达国家每年由于 造成的直接损失约占全年国民生产总值的 ，远远超过水灾、火灾、地震等 造成的损失的总和，每年由于钢铁生锈会使我国损失大约100150亿元。在英国,每90秒钟就有1吨钢被锈蚀掉。【知识点一】金属的电化学防护人们认识到金属发生电化学腐蚀的原因是 。反过来人们利用 来保护金属，使他们不被腐蚀。这种方法叫做金属的电化学防护。【知识点二】牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法是在 设备上连接一种 的金属或合金。例如：钢闸门的保护，它是用一种比较 的金属，如 等，连接在钢闸门上。这样，当发生电化腐蚀时，被腐蚀的是那种 的金属，而 被保护了。通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，装上一定数量的 ，来防止 等的腐蚀，也是应用的这种方法。原理：形成原电池反应时，让被保护金属做 极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。装置图：【知识点三】外加电流的阴极保护法（阴极电保护法） 把要保护的钢铁设备作为 ，另外用 电极作为辅助阳极，两者均存在于 里，接上外加直流电源 ，大量电子被 被保护的 ，使钢铁表面腐蚀电池电流 ，从而起到保护作用。在系统中，原来的阳极（如此处的钢铁）被迫成为 而受到保护，所以也称为阴极电保护法。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。化工厂中盛装酸性溶液的容器或管道，也常用此法。 【科学探究】用实验验证牺牲阳极的应急保护法。（P87）讨论：1、电压计指针有何变化？为什么？2、Zn、Fe两个电极上发生了什么反应？3、与反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀在这个装置中有没有产生？说明什么问题？【实践活动】查阅有关防治钢铁腐蚀方法的资料并交流。答：1.加牺牲阳极，用别的金属代替他去腐蚀。2.直接通电阴极保护。3.加隔离层，比如表面覆盖漆层。 以学定教1、影响金属腐蚀的因素有那些?答：影响金属腐蚀的因素有内因和外因两个，就金属本身来说金属越活泼，金属越易被腐蚀，金属中含杂质越多，金属越易被腐蚀；介质对金属腐蚀影响也很大，如果金属在水、空气和电解质溶液中,金属易被腐蚀。2、海水中的金属为何容易被腐蚀？要想减少或避免电化学腐蚀,我们应该采取什么措施?答：因为海水中有大量的电解质溶液。避免电化学腐蚀的方法：对金属做必要的精炼,以减少其中能导电的不活泼杂质。 对机器、仪表及时保养,减少金属与腐蚀性气体、电解质溶液、潮湿气体的接触。 根据用途不同采取不同的方法使金属与造成发生的介质隔离,如涂油脂、喷漆、镀层、表面钝化等。选用适宜的金属或非金属制成耐腐蚀的合金,如炼制不锈钢、耐酸钢等。3、讨论金属防腐的思路和方法。答：（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。A直接隔离，即可选用适当的材料是金属与空气或其他腐蚀性试剂隔离开，以阻止金属的腐蚀。如给金属穿上“防护服”：涂漆，热镀，电镀。B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。如金属的电化学防护和外加电流的阴极保护法4、金属腐蚀的一般规律。（1）在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀 金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀 金属在弱电解质溶液中的腐蚀。（2）有保护措施的条件下，无防护条件的腐蚀 有一般防护条件下的腐蚀 牺牲阳极的阴极保护法条件下的腐蚀 外接电源的阴极保护法条件下的腐蚀。（3）对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越 。（4）由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故 是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生 ，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是 。【当堂训练】1、下列措施不能起到防腐作用的是（A ）A把钢铁放入水下B给钢铁设备表面喷油漆C把钢铁与镍、铬等金属制成合金D在钢铁表面通过电镀镀上一层金属锌2、埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是（A ）A在潮湿疏松的碱性土壤中B在干燥致密不透气的土壤中C在含铁元素较多的酸性土壤中D在含碳粒较多，潮湿透气的中性土壤中3、关于牺牲阳极保护法的叙述中正确的是（B ）A该法保护的是原电池的负极B该法所说阳极是发生氧化反应的金属C该法利用原电池原理，原电池的正极即为该法所说的阳极D该法利用电解池原理，该法所说阳极是连接电源正极的金属4、解释下列现象并写出有关原电池的电极反应: (1)马口铁(镀Sn铁皮)做的罐头,打开后为什么极易生锈?(2)自来水管(镀Zn铁管)和白铁皮做的提桶,为什么不易生锈?(3)轮船船壳的水线以下部分,为什么要装上一定数量Zn块?5、桥梁上钢结构接头处须用铆钉连结,以下三种铆钉,选用何种为好? (3)(1)铝铆钉 (2)铜铆钉 (3)钢铆钉6、下列各烧杯中盛有海水,依次插入:(1)Fe片;(2)Cu、Fe导线相连;(3)Sn、Fe导线相连;(4)Zn、Fe导线相连;(5)Al、Fe导线相连;铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是: 。7、下列有关金属腐蚀的说法正确的是（ ） A.金属腐蚀指不纯金属接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程 B.电化腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程 C.钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,负极吸收氧气最终转化为铁锈 D.金属的电化腐蚀和化学腐蚀本质相同,但电化腐蚀伴有电流产生【自学指导】下节课知识“本章复习”的学习指导。本章知识框架 化学电池化学能转变为电能能原电池金属的电化学腐蚀（自发进行）氧化还原反应能量变化 电解电解池电镀电能转变为化学能电冶金 （外界能量推动）36 第四章第四节金属的腐蚀和防护（第二课时）江苏省启东中学 杨萍学习目标知识与技能：1.认识金属腐蚀的危害。 2掌握影响金属腐蚀快慢的比较3知道防护金属腐蚀的方法。 4. 认识防止金属腐蚀的重要意义。过程与方法： 1.通过金属腐蚀现状的分析介绍，激起学生保护资源的热情。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，辩证的认识外因和内因条件对化学变化的影响。情感态度和价值观： 1通过一些有趣的实验和科学探究活动，增强学生探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。2. 通过学习增强保护环境的意识，节约意识，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。先学后教据统计，发展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24，远远超过水灾、火灾、地震等自然灾害造成的损失的总和，每年由于钢铁生锈会使我国损失大约100150亿元。在英国,每90秒钟就有1吨钢被锈蚀掉。【知识点一】金属的电化学防护人们认识到金属发生电化学腐蚀的原因是在金属表面形成了原电池。反过来人们利用原电池原理来保护金属，使他们不被腐蚀。这种方法叫做金属的电化学防护。【知识点二】牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法是在被保护金属设备上连接一种更易失去电子的金属或合金。例如：钢闸门的保护，它是用一种比Fe更为活泼的金属，如锌、镁等，连接在钢闸门上。这样，当发生电化腐蚀时，被腐蚀的是那种比铁更活泼的金属，而铁被保护了。通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，装上一定数量的锌块，来防止船壳等的腐蚀，也是应用的这种方法。原理：形成原电池反应时，让被保护金属做阴极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。装置图：【知识点三】外加电流的阴极保护法（阴极电保护法） 把要保护的钢铁设备作为阴极，另外用惰性电极作为辅助阳极，两者均存在于电解质溶液里，接上外加直流电源通电后，大量电子被强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电池电流降低为零或接近于零，从而起到保护作用。在系统中，原来的阳极（如此处的钢铁）被迫成为阴极而受到保护，所以也称为阴极电保护法此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。化工厂中盛装酸性溶液的容器或管道，也常用此法。 【科学探究】用实验验证牺牲阳极的应急保护法。（P87）讨论：1、电压计指针有何变化？为什么？2、Zn、Fe两个电极上发生了什么反应？3、与反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀在这个装置中有没有产生？说明什么问题？没有，说明此时铁受保护不再被氧化了【实践活动】查阅有关防治钢铁腐蚀方法的资料并交流。答：1.加牺牲阳极，用别的金属代替他去腐蚀。2.直接通电阴极保护。3.加隔离层，比如表面覆盖漆层。 以学定教1、影响金属腐蚀的因素有那些?答：影响金属腐蚀的因素有内因和外因两个，就金属本身来说金属越活泼，金属越易被腐蚀，金属中含杂质越多，金属越易被腐蚀；介质对金属腐蚀影响也很大，如果金属在水、空气和电解质溶液中,金属易被腐蚀。2、海水中的金属为何容易被腐蚀？要想减少或避免电化学腐蚀,我们应该采取什么措施?答：因为海水中有大量的电解质溶液。避免电化学腐蚀的方法：对金属做必要的精炼,以减少其中能导电的不活泼杂质。对机器、仪表及时保养,减少金属与腐蚀性气体、电解质溶液、潮湿气体的接触。根据用途不同采取不同的方法使金属与造成发生的介质隔离,如涂油脂、喷漆、镀层、表面钝化等。选用适宜的金属或非金属制成耐腐蚀的合金,如炼制不锈钢、耐酸钢等。采用电化学防护方法,如在钢铁的船体上焊接上较活泼的金属锌。3、讨论金属防腐的思路和方法。答：（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。A直接隔离，即可选用适当的材料是金属与空气或其他腐蚀性试剂隔离开，以阻止金属的腐蚀。如给金属穿上“防护服”：涂漆，热镀，电镀。B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。如金属的电化学防护和外加电流的阴极保护法C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。如在钢铁中加入一定比例的镉和镍改变钢铁内部组成和结构，被称作“不锈钢”。4、金属腐蚀的一般规律。（1）在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀金属在弱电解质溶液中的腐蚀。（2）有保护措施的条件下，无防护条件的腐蚀有一般防护条件下的腐蚀牺牲阳极的阴极保护法条件下的腐蚀外接电源的阴极保护法条件下的腐蚀。（3）对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。（4）由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。【当堂训练】1、下列措施不能起到防腐作用的是（A ）A把钢铁放入水下B给钢铁设备表面喷油漆C把钢铁与镍、铬等金属制成合金D在钢铁表面通过电镀镀上一层金属锌2、埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是（A ）A在潮湿疏松的碱性土壤中B在干燥致密不透气的土壤中C在含铁元素较多的酸性土壤中D在含碳粒较多，潮湿透气的中性土壤中3、关于牺牲阳极保护法的叙述中正确的是（B ）A该法保护的是原电池的负极B该法所说阳极是发生氧化反应的金属C该法利用原电池原理，原电池的正极即为该法所说的阳极D该法利用电解池原理，该法所说阳极是连接电源正极的金属4、解释下列现象并写出有关原电池的电极反应: (1)马口铁(镀Sn铁皮)做的罐头,打开后为什么极易生锈?（Fe较Sn活泼做负极被氧化）(2)自来水管(镀Zn铁管)和白铁皮做的提桶,为什么不易生锈? （Zn较Fe活泼做负极保护了Fe）(3)轮船船壳的水线以下部分,为什么要装上一定数量Zn块?（在电解质存在下金属更易被腐蚀，Zn较Fe活泼做负极保护了Fe，这是牺牲阳极的阴极保护法。）5、桥梁上钢结构接头处须用铆钉连结,以下三种铆钉,选用何种为好? (3)(1)铝铆钉 (2)铜铆钉 (3)钢铆钉6、下列各烧杯中盛有海水,依次插入:(1)Fe片;(2)Cu、Fe导线相连;(3)Sn、Fe导线相连;(4)Zn、Fe导线相连;(5)Al、Fe导线相连;铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是: (2)(3)(1)(4)(5)。7、下列有关金属腐蚀的说法正确的是（ D ） A.金属腐蚀指不纯金属接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程 B.电化腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程 C.钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,负极吸收氧气最终转化为铁锈 D.金属的电化腐蚀和化学腐蚀本质相同,但电化腐蚀伴有电流产生【自学指导】下节课知识“本章复习”的学习指导。本章知识框架 化学电池化学能转变为电能能原电池金属的电化学腐蚀（自发进行）氧化还原反应能量变化 电解电解池电镀电能转变为化学能电冶金 （外界能量推动）答案先学后教金属腐蚀、24、自然灾害、【知识点一】金属的电化学防护在金属表面形成了原电池、原电池原理【知识点二】金属、更易失去电子、更为活泼、锌、镁、比铁更活泼、铁、锌块、船壳【知识点三】阴极、惰性、电解质溶液、通电后、强制流向、钢铁设备、降低为零或接近于零、阴极【科学探究】没有，说明此时铁受保护不再被氧化了【实践活动】答：1.加牺牲阳极，用别的金属代替他去腐蚀。2.直接通电阴极保护。3.加隔离层，比如表面覆盖漆层。 以学定教1、影响金属腐蚀的因素有那些?答：内因、外因、活泼、多、水、空气、电解质溶液2、海水中的金属为何容易被腐蚀？要想减少或避免电化学腐蚀,我们应该采取什么措施?答：