选修1第三章第二节金属的腐蚀和防护3

1、第二节 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。课时划分 ：两课时教学过程 ：一课时投影常见的金属腐蚀现象：导课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

2、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。讲述 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

3、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 温度对化学腐蚀的影响： 科学探究 不同条件下铁钉的锈蚀 注意：光亮铁钉浸没在菜油之中；光亮铁钉半浸半露在菜油中；光亮铁钉完全浸没在食盐水 中；光亮铁钉完全浸没在酸性溶液中或碱性溶液中。学生分别观察并写出报告以培养学生的观察与描 述能力。教师不但要给学生出题目，还要发挥点拨作用，提出注意点：观察的一周中不要振荡试管， 否则会破坏生锈的界面；把各人设置的具体条件和的状况详尽记录在案，以利分析和归纳，写出高质 量的家庭探究报告。实验方案记录结论总结 铁钉生锈的条件：铁钉含杂质、与电解质溶液接触。 思

4、考绝大多数钢铁生锈是否是化学腐蚀？为什么？板书 2、电化学腐蚀讲解 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。 共同分析 形成原电池的原因。板书 投影 钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀： 讲解 吸氧腐蚀与析氢腐蚀：发生条件、正负极反应、总反应。(2)M ne = Mn+板书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+2+2Fe

5、4e = 2 Fe正极反应2H+ + 2e = H 22H2O + O2 + 4e = 4OH -总反应Fe + 2H + = Fe2+ + H22Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH) 24Fe(OH) 2 + 2H2O + O2=4Fe(OH) 3Fe2O3 .xH 2O次要主要 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( 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。小结略 课堂练习 1把 a、b、c、d4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b 相连时a为负极； c、d

6、相连时电流由 d到 c；a、c相连时 c极上产生大量气泡； b、d相连时 b上有大量气泡产 生；则四种金属的活动性顺序由强到弱为： .(a>c>d>b)2烧过菜的铁锅未及时洗去含有NaCl 的残液，过一段时间便出现红棕色的铁锈斑点，已知该锈斑为 Fe(OH) 3 失水的产物。表示 Fe(OH) 3 生成的电极反应式、离子方程式和化学方程式分别为；( 1)负极 ， 正极；(2)；( 3)。(Fe-2e=Fe2+ ,2H2O+O2+4e=4OH-,) (Fe2+ +2OH -=Fe(OH) 2； 4Fe(OH) 2+2H 2O+O 2=4Fe(OH) 3)3.有人设计以 Pt 和

7、 Zn 为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠人 体 内血液 种含 有一 定浓 度的溶 解氧 、H+和 Zn2+进 行工作 。它的两 极电极 反应式分 别 为：。(正极： Zn-2e=Zn 2+ ,负极： 2H2O+O2+4e=4OH-,) 作业 P58 1、 2、 3板书设计第二节 金属的腐蚀与防护一、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 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

8、失电子被氧化的腐蚀。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+2+2Fe 4e = 2 Fe2+正极反应2H+ + 2e = H 22H2O + O2 + 4e = 4OH总反应Fe + 2H + = Fe2+ + H22Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH) 24Fe(OH) 2 + 2H2O + O2= 4Fe(OH) 3Fe2O3.xH 2O次要主要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 = M n+（3）（ 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。二课时过渡 金属被腐蚀后

9、，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 100150 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、金属的防护 思考与交流 讨论自行车不同构件的防锈措施： 复习 电化学腐蚀的实质，写出两极反应方程式（析氢和吸氧）。 思考 影响金属腐蚀的因素有那些？（阅读P56 最后一自然段） 练习 1、影响金属腐蚀的因素有和两个，就金属本身来说金属越，金属越易被腐蚀，金属 中含杂质越，金属越易被腐蚀；介质对金属腐蚀影响也很大，如果金属在、

10、和 ，金属越易被腐蚀。 思考 海水中的金属为何容易被腐蚀？（提示：电解质溶液） 讨论 要想减少或避免电化学腐蚀，我们应该采取什么措施？ 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。 投影 常见金属防腐蚀方法： 板书 1 、物理方法 讲述 以上投影中方法都是物理方法。刚才同学们回答时已提到电化学防护方法。 投影

11、两种电化学防护方法 讲述 金属腐蚀本质就是金属失电子而被氧化的过程。金属越活泼，金属越易被腐蚀。因此在金属 铁上连接一块比它更活泼的金属，发生原电池反应时，失电子的为活泼的金属，而铁被保护。 探究活动 1 决策采用哪种防锈方法1 镀铝后涂漆 2镀锌后涂漆 3镀镉后涂漆 4镀铬 5镀锡 6 喷砂清理后涂漆 7一般清理后涂 漆 8 在锈上涂漆上图对不同防锈方法的效果进行了比较，同时也粗略给出了这些方法的成本。问题 采用哪种方法来保护铁不生锈，仔细考虑成本与效果。（ 1）房子上的铸铁檐槽（ 2）海边码头上的钢轨（ 3）铁的徽章（ 4）放电熨斗的支架（ 5）钢刀片 6）铁钥匙（ 7）儿童游戏场中秋千的

12、钢架1至 7中，要求针对所给出的不同情况，去决定应分别采用哪种防锈方法。这项工作最好在小组中 进行。有一些做决定时应考虑的因素：物品需要保存多长时间 ?很明显， 如果物品只需保存很短的时间， 就没有必要去考虑给它一个长久 的保护。 物品将用在哪里 ?如果物品主要用于室外，它就需要较好地进行保护。 物品是干什么用的 ?物品用途不同， 保护方法也不同。例如， 物品要接受高温，就不能用油漆进 行保护。 物品外观重要吗 ?某些保护方法也是为了装饰外观用的。例如，镀铬。假设你为地方政府的架桥部门工作，你要在一条河上修一座供人行走的小桥，有了这座桥，孩子们 就可以从住宅区通过小河到学校上学了。这座桥要用铁

13、建造，你要决定采用什么样的保护方法来防止它 生锈这座桥需要保存 16年，因为 16 年后学校就要搬到另一个新的地方。有四种防锈措施供选择：选择 1 不防锈，不采取防锈措施的桥， 10 年后必须进行更换，否则会由于锈蚀而发生危险。选择 2 在对桥进行一般性清理后，涂上油漆这种保护措施需要每3 年重新进行一次。选择 3 用喷砂清理法对桥清理后，涂上油漆。这种保护措施需要每6 年重新进行一次。选择 4 将桥喷砂清理后，镀上锌再涂上漆。这种保护措施能使桥保存 18 年。 下面给出了以上四种选择的成本。表： 四种选择的成本问题 （1）计算每个选择从桥建造开始， 16 年所花的费用（包括建造费和维修保护费

14、） （ 2）采用 哪个选择？讨论 1只有钢铁才能生锈，很多其他的金属，如铝和铜，几乎完全不发生锈蚀可是为什么我们 用钢铁比用其他金属多呢 ?2假如有人发明了一种又便宜、又简单的方法，使锈永远不可能发生显然这一发 明会带来很大的益处，你认为它也可能带来坏处吗 ?3汽车排气系统受锈的影响很严重。一辆车，由普通钢制造的排气系统价值960 元，由于生锈的原因，它使用大约 2 年就需要更换。对同一辆车，如果买一个由不锈钢制造的排气系统，受锈的影响就 会减少，并且可以使用 6 年，不锈钢排气系统价值 1900 元。 从长远考虑，是普通钢排气系统便宜，还 是不锈钢排气系统便宜 ?解释你的回答。4在英国才有不

15、到 10的汽车拥有者购买不锈钢排气系统。请你评论一下这个事实。 小结 略 课堂练习 1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？2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？（ 1）铝铆钉 （ 2）铜铆钉（ 3）钢铆钉3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；

16、铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是：。参考答案： 1、略 2、（ 3）3、（ 2）（ 3）（ 1）（ 4）（ 5） 作业 P 58 5 、 6板书设计、金属的防护1、物理方法2、电化学法怎样防止自行车棚锈蚀？学校（或社区、乡村）内的自行车防雨棚采用了钢架结构，但使用不久就会生锈。为了使它有比较 长的使用寿命，需要采取防锈措施。请同学们思考：怎样应用有关金属锈蚀的知识来防止自行车棚的钢 架锈蚀呢？我的假设车棚钢架锈蚀的主要原因是： - 、- 、- 、 - 我的方案针对这些原因采取下列措施，可以防止车棚钢架锈蚀：1.2.3. 探究过程建议1. 查阅有关钢铁锈蚀原因和防护方法的资料，在此基础上初步考虑可以采取的防锈措施，整理成参 考材料并与同学进行交流和讨论。2.