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1、选修4号讲义 课题：4-4 金属的电化腐蚀与防护学习目标知识与技能：1.了解金属腐蚀的分类。2.能解释金属发生电化学腐蚀的原因。3.认识金属腐蚀的危害。4掌握影响金属腐蚀快慢的因素。3知道防护金属的方法。4. 认识防止金属腐蚀的重要意义。过程与方法：1. 通过探究、观察铁生锈的过程，自己获得铁生锈的现象和原理的知识，学会自主学习，培养自学能力。2.通过观察实验及多媒体动画效果，培养学生观察、分析和推理能力。3.通过金属腐蚀现状的分析介绍，激起学生保护资源的热情。4. 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。情感态度与价值观：1通
2、过对设问的讨论，让学生体会学以致用的乐趣，从而进一步激发学生学习化学的兴趣，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。自主学习与师生互动【知识点一】什么是金属的腐蚀?金属腐蚀的本质是什么?明确 金属腐蚀是 与周围的 体或 液体物质发生 反应而引起损耗的现象。金属腐蚀的本质: M xe- = Mx+【知识点二】金属腐蚀的分类1金属腐蚀的分类： 腐蚀和 腐蚀。分述如下：2金属的化学腐蚀：金属与接触到的干燥 （如 、 、 等）或 液体（如石油）等物质直接发生 而引起的腐蚀。实例 例如，铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀
3、是化学腐蚀，在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀也是化学腐蚀，钢管被石油中的含硫化合物腐蚀也是化学腐蚀。3金属的电化学腐蚀： 金属与 接触时，会发生 反应， 的金属失电子被氧化的腐蚀。4在生产和日常生活中比较普遍而且危害较大的是金属的 腐蚀。【知识点三】金属的电化学腐蚀原理电化学腐蚀是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。电化学腐蚀原理（以钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀为例）：1析氢腐蚀：发生条件、正负极反应、总反应。条件： 环境，水膜酸性 ，水膜中溶解了来自大气中的 等气体，
4、使水膜中含有一定量的 。它如下一些反应产生的： 负极材料： ，负极反应： （ 反应）正极材料： ，正极反应： （ 反应）总反应： 。为什么叫“析氢”腐蚀？2吸氧腐蚀：发生条件、正负极反应、总反应。条件： 水膜酸性 或 ，但溶有有一定量的 。负极材料： ，负极反应： （ 反应）正极材料： ，正极反应： （ 反应）总反应： 。为什么叫“吸氧”腐蚀？继续与空气中的 作用，生成，反应方程式： ，再脱去一部分水就生成，他就是铁锈的主要成分。铁的氧化物是疏松地覆盖在钢铁表面，不能阻止钢铁继续腐蚀。3针对两种电化学腐蚀的实验探究题（1）实验操作：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和稀醋
5、酸润湿过的两支试管分别标记为a、b中，按右图1-28装置好仪器。几分钟后，打开止水夹，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。ab（2）实验现象：两支具支试管中都有红色铁锈产生，a装置导管内水柱上升，b装置导管内水柱低于小试管液面。（3）实验结论：装置a的导管中水柱上升，说明大试管内气体体积减小，a装置中有气体参加反应，由于是空气中的气体，故是氧气，发生吸氧腐蚀；装置b的导管中水柱下降，说明大试管内有气体生成，根据有铁和醋酸存在，生成的气体是氢气，发生析氢腐蚀。a、b装置构成原电池，a中氧气所发生的反应类似于氢氧燃料电池的反应。思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？ 【
6、知识点四】几种金属腐蚀对比巩固（自学背出）1化学腐蚀与电化学腐蚀对比电化学腐蚀与化学腐蚀的实质都是氧化还原反应。但是电化学腐蚀过程伴随有电流的产生，化学腐蚀过程却没有。对比如下表：化学腐蚀电化学腐蚀共同点M xe- = Mx+M xe- = Mx+条件金属跟_ _接触不纯金属或合金跟_接触反应金属与氧化剂直接得失电子构成无数微小的原电池现象_电流产生_电流产生本质金属被_较活泼金属被_联系两者往往同时发生，_腐蚀更普遍2析氢腐蚀与吸氧腐蚀对比以钢铁的腐蚀为例进行分析：析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电极反应负极 正极总反应式联系_更普遍铁锈的形成：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(O
7、H)3=Fe2O3xH2O(铁锈)(3x)H2O。3学会知识迁移辨认下列三个实验装置图，分别写出各电极反应式及总反应式。 （1）A图：Fe极： ，C极： ，总： 。（2）B图：Fe极： ，Pt极： ，总： 。（3）C图：若开始实验时开关K与a连接，A极： ，B极： 总反应式： 若开始实验时开关K与b连接，A极： ，B极： 总反应式： 【知识点五】金属的防护1 影响金属腐蚀快慢的因素 本性：（1）金属的活动性（2）纯度（3）氧化膜 介质：环境（腐蚀性气体，电解质溶液）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
8、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？明确因为海水中有大量的电解质溶液。3金属的防护（1）讨论金属防腐的思路和方法。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？改变结构：改变金属的内部结构，把金属制成合金，如将钢制成不锈钢，在钢中加入镍和铬，所以不锈钢又叫镍铬钢。直接隔离：即覆盖保护膜，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”：涂油漆、热镀、电镀、钝化。具体说明如下：将电解质溶液改为非电解质，如涂上油漆、矿物性油脂等；镀上一层纯金属(锌、锡、铬、镍)以改变电极。如：表层镀锌的镀锌铁
9、(俗称白铁皮)破损后，铁为正极，不腐蚀；锌为负极，被腐蚀，可以不断补充锌，保护铁，延长钢铁的使用期。而表层镀锡的镀锡铁(俗称马口铁)，价格虽比镀锌铁低，但表层磨损后，锡为正极，铁为负极，加快了钢铁的腐蚀。此外，还可将铁钝化使之表面形成一层致密的Fe3O4氧化膜。探究一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀？为什么？探究二、纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？如果向酸中再加入硫酸铜又会什么现象？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，既然金属腐蚀的本质是金属失去电子，想法利用原电池原理和电解原理，将被保护的金属不失电子。思考：想一想将被保护的金属分别做原电池的 极和电解池的
10、极。（2）两种金属的电化学保护法（如下列两图）上述甲图是“牺牲阳极的阴极保护法”原理：在被保护的铁闸门或锅炉、船舶的外壳装上若干镁合金或锌块R，形成原电池反应时，让被保护金属做 极，不失电子，不反应，起到保护作用，而较活泼金属镁、锌等失电子反应受到腐蚀。即牺牲了作 极镁或锌，保护了作 极铁（填“正”或“负”）。哪为什么叫“牺牲阳极的阴极保护法”呢？明确这是因为高等学校教材中，常把所有失电子发生氧化反应的极叫阳极，把得电子发生还原反应的极叫阴极的，这显然要跟中学教材引起混淆视听，中学里我们还是应把原电池理解为只存在正负极。上述乙图是“外加电流的阴极保护法” 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 极，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表降至零或接近零，从而得到保护，在这个系统中，原来的阳极（如此处的钢铁被迫成为阴极受到保护，所以也称为阴极保护法。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。（3）金属腐蚀由快到慢的一般顺序电解时作阳极的金属原电池中做负极的金属 发生化学腐蚀的金属原电池原理保护的金属电解原理保护的金属马上体验一个题目下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
