金屬的電化學(xué)腐蝕和防護(hù)

----教案（第一課時(shí)）

【教學(xué)目標(biāo)】

1．能描述金屬腐蝕的化學(xué)原理，知道金屬防護(hù)的常用方法，認(rèn)識(shí)防止金屬

腐蝕的重要意義。

2．進(jìn)一步學(xué)會(huì)對比、比較認(rèn)識(shí)事物的科學(xué)方法和假設(shè)驗(yàn)證探究的思維方式，

辯證的認(rèn)識(shí)外因條件對化學(xué)變化的影響；

3．參與試驗(yàn)探究觀察鐵生銹的過程，體會(huì)動(dòng)手試驗(yàn)自己獲得鐵的性質(zhì)的知

識(shí)的成功愉悅，保持學(xué)習(xí)的興趣；

【教學(xué)重點(diǎn)】金屬的電化腐蝕

【教學(xué)難點(diǎn)】析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電化學(xué)原理

【教學(xué)方法】實(shí)驗(yàn)探究、師生共議、歸納總結(jié)。

【教學(xué)過程】

【引入】金屬腐蝕的現(xiàn)象非常普遍，像金屬制成的日用品、生產(chǎn)工具、機(jī)器部件、

海輪的船殼等，如保養(yǎng)不好，都會(huì)腐蝕，從而造成大量金屬的損耗。至于因設(shè)備

腐蝕損壞而引起停工減產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量下降、污染環(huán)境、危害人體健康，甚至造成

嚴(yán)重事故的損失，那就更無法估計(jì)了。因此，了解金屬腐蝕的原因，掌握防護(hù)的

方法，是具有十分重要的意義的。我們今天就來學(xué)習(xí)金屬腐蝕的相關(guān)知識(shí)。

【板書】第四節(jié)金屬的腐蝕

【板書】一、金屬腐蝕：

【提問】什么是金屬腐蝕？

【板書】金屬腐蝕：指金屬（或合金）跟周圍接觸到的氣體（或液體）發(fā)生化學(xué)

反應(yīng)而引起損耗的過程。

【講述】請同學(xué)結(jié)合平時(shí)所學(xué)關(guān)于金屬反應(yīng)的例子，總結(jié)金屬腐蝕的本質(zhì)？

金屬在化學(xué)反應(yīng)中，失去電子，表現(xiàn)還原性，被氧化；因此我們可以總結(jié)出金屬

腐蝕得本質(zhì)就是：金屬原子失去電子被氧化

【板書】金屬腐蝕得本質(zhì)就是：金屬原子失去電子被氧化

【講述】金屬的腐蝕在自然界中普遍存在，下面我準(zhǔn)備了一些數(shù)據(jù)，希望同學(xué)們

會(huì)覺得很驚人。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界金屬的生產(chǎn)其中90%為鋼鐵，目前世界鋼

鐵的年產(chǎn)量約為10億噸，但與此同時(shí)大約每年有10%的鋼鐵被腐蝕，折合美元

約7000億美元，折合人民幣約4萬億元，由于腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國民生

產(chǎn)總是的2%~4%，這些數(shù)據(jù)是一個(gè)相當(dāng)龐大的數(shù)字。另外，據(jù)統(tǒng)計(jì)，金屬的腐

蝕造成的損失，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、地震等自然災(zāi)害造成損失的總和。

由此可見，金屬腐蝕問題十分嚴(yán)重且普遍，因此，我們更有義務(wù)和責(zé)任區(qū)了解金

屬腐蝕的原因，從根本去防止金屬的腐蝕。

【板書】二、金屬腐蝕的危害

（下面我們就來具體分析金屬腐蝕的條件和原因，我們先完成昨天的課外作業(yè)）

【問題1】尋找生活中金屬最易腐蝕的場所！

（學(xué)生回答）（總結(jié)分析）

【分析】從以上同學(xué)找的例子中我們很容易發(fā)現(xiàn)什么地方的金屬更容易腐蝕？

（學(xué)生總結(jié)：潮濕的地方、經(jīng)常接觸到腐蝕性物質(zhì)的場所）

【板書】結(jié)論：在潮濕的地方金屬更易腐蝕；經(jīng)常接觸到腐蝕性物質(zhì)的金屬更易

腐蝕。

【問題2】比較裝空調(diào)的房間和普通房間中金屬制品的腐蝕程度！

（學(xué)生總結(jié)：普通房間金屬的腐蝕程度更大）

【板書】結(jié)論：在潮濕的地方金屬更易腐蝕；

【講述】從以上兩道題目中很容易看出，金屬在潮濕的環(huán)境下更易腐蝕，那么，

金屬是與水反應(yīng)還是和空氣反應(yīng)呢？

下面同學(xué)就這個(gè)問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來研究一下鋼鐵腐蝕的條件，提示大家我們

可以利用對比、比較的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，我這里提供的實(shí)驗(yàn)用品有：鐵釘、煮沸過

的水（除O）、干燥劑（CaCl）、植物油、試管、橡膠塞，也可選用其它試驗(yàn)用

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品。

注意在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候已圖示的形式表示在學(xué)案相應(yīng)的位置（時(shí)間5分鐘）

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】（學(xué)生自主設(shè)計(jì)）（由學(xué)生講述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)）

【現(xiàn)象】單獨(dú)與水或空氣接觸的鐵釘不易腐蝕，但是與水和空氣同時(shí)接觸的鐵

釘，出現(xiàn)明顯的銹蝕。

【板書】三、鐵釘生銹的條件：潮濕的空氣

【講述】下面我們就實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來分析一下鋼鐵銹蝕的原因，在第一個(gè)問題中，我

們看到金屬如果接觸腐蝕性物質(zhì)，會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使金屬腐蝕，例如：鐵在高

溫下與氧氣直接化合而被腐蝕，在工業(yè)生產(chǎn)中氯氣跟鐵或與其他金屬化合使金屬

銹蝕等，我們把這種腐蝕的類型稱為化學(xué)腐蝕。

【板書】四、金屬腐蝕的原因

1、化學(xué)腐蝕：金屬直接與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這樣

引起的腐蝕為~

【講述】在對比實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)，鐵釘發(fā)生化學(xué)腐蝕的速率很慢，在試管3中，

腐蝕速率則明顯加快，下面我們從微觀角度來看看這個(gè)試管中金屬腐蝕的原因。

我們?nèi)¤F釘?shù)钠拭鎴D，鐵釘是鐵碳合金，在潮濕的環(huán)境下，鐵釘?shù)谋砻嫘纬梢粚?/p>

水膜，而空氣中的和可以溶于水形成電解質(zhì)溶液。

CO2O2

＋-

H2O＋CO2≒H2CO3≒H＋HCO3

形成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)，鐵作為負(fù)極被氧化，正極發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐

蝕，把這種類型的金屬腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕。

【板書】2、電化學(xué)腐蝕：不純的金屬（或合金）與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)

生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕成為電化學(xué)腐蝕。

負(fù)極(Fe)：Fe-2e-=Fe2+

正極：＋＋-＝↑（析氫腐蝕）

(C)2H2eH2

--（吸氧腐蝕）

2H2O+O2+4e=4OH

鐵銹的生成：2+↓

Fe+2OH-=Fe(OH)2

4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3

生成的，失水生成就是鐵銹。

Fe(OH)3Fe2O3·xH2O

【講述】吸氫我們可以通過試驗(yàn)來驗(yàn)證一下鐵釘是否發(fā)生吸氧腐蝕，我們來看這

個(gè)試驗(yàn)裝置：ｐ８５

【試驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論】水柱上升，說明發(fā)生了吸氧腐蝕。

【講述】另外，我們還注意到，電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象在生活中更為普遍而且腐蝕速率

更快，所以金屬的腐蝕以電化學(xué)腐蝕為主。

【板書】注：金屬的腐蝕以電化學(xué)腐蝕同時(shí)發(fā)生，但以電化學(xué)腐蝕為主

【問題】鋼鐵被腐蝕后生成的鐵銹可以起到保護(hù)金屬的作用嗎？

【引入】在我們生活中金屬發(fā)生不同程度的腐蝕，其中以電化學(xué)腐蝕為主，但是

我們也發(fā)現(xiàn)，在電化學(xué)腐蝕的過程中，條件不同腐蝕速率也是不同的，下面我們

就這一問題來進(jìn)行研究。

下面請同學(xué)們利用現(xiàn)有的試驗(yàn)用品來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究影響電化學(xué)腐蝕速率的

影響因素：

（鐵釘、煮沸過的水（除O）、NaCl溶液、CHCOOH溶液、試管，也可選用其它

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試驗(yàn)用品）

注意在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候已圖示的形式表示在學(xué)案相應(yīng)的位置（時(shí)間5分鐘）

【學(xué)生設(shè)計(jì)試驗(yàn)】1、空氣+水+鐵釘

2、鐵釘+NaCl溶液+空氣

3、鐵釘+CHCOOH溶液+空氣

3

【試驗(yàn)現(xiàn)象】CHCOOH溶液中的鐵釘腐蝕程度最快，依次是在NaCl溶液中、在水

3

中。

【結(jié)論】1、在較強(qiáng)電解質(zhì)溶液中腐蝕速率更快

【板書】五、影響金屬電化學(xué)腐蝕速率的影響因素

1、在較強(qiáng)電解質(zhì)溶液中腐蝕速率更快

【引入】把鋼鐵換成其他更活潑的金屬合金，腐蝕速率會(huì)加快。

【板書】2、金屬性質(zhì)越活潑，腐蝕速率越快

【課堂小結(jié)】

這節(jié)課我們通過試驗(yàn)探究了金屬腐蝕的本質(zhì)、條件、原因和影響腐蝕速率的因素，

其中需要注意的是，金屬的腐蝕有化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種，但是以電化學(xué)腐

蝕為主，電化學(xué)腐蝕又包括吸氫腐蝕和吸氧腐蝕兩種。

【隨堂練習(xí)】

1、自20世紀(jì)以來，金屬遭受腐蝕的現(xiàn)象較過去百年更加嚴(yán)重，其主要原因？

答：酸雨形成的地域范圍更廣了、空氣中CO含量增多、降雨量增多。

2

2.1910年遺留在南極的食品罐頭盒，其表面至今很少有鐵銹出現(xiàn)。

答：是由于南極的溫度常年在0℃以下，說明在較高溫度下，腐蝕更易進(jìn)行。

3.用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。

答：是由于鐵與銅及空氣中的水蒸汽構(gòu)成了原電池，鐵作原電池的負(fù)極，因此鐵

易被腐蝕而生銹。

4.相對于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。

答：因?yàn)楹Ｋ泻休^多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強(qiáng)，而在電解

質(zhì)溶液中，電化學(xué)腐蝕更容易進(jìn)行。

5.當(dāng)化工廠排出的廢氣為酸性氣體時(shí),工廠附近的鐵制品容易生銹。

答：說明鐵制品在酸性條件下比在中性條件下更容易被腐蝕。

6、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：

（1）若液面上升，則溶液呈中性或堿性性，發(fā)生吸氧腐蝕,電極

反應(yīng)式為：負(fù)極：Fe–2e-＝Fe2+,

正極：O+2HO+4e-＝4OH－

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（2）若液面下降，則溶液呈酸性性，發(fā)生析氫腐蝕，電極反應(yīng)式

為：負(fù)極：Fe–2e-＝Fe2+正極：2H++2e-＝H↑

2

【板書設(shè)計(jì)】第二節(jié)金屬的腐蝕

一、金屬腐蝕：金屬（或合金）跟周圍接觸到的氣體（或液體）反應(yīng)而腐蝕損耗

的過程。

金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子失電子而被氧化

M–ne==Mn+

二、金屬腐蝕的危害

三、金屬腐蝕的條件：

１、潮濕的空氣

２、接觸腐蝕性物質(zhì)

３、溫度

四、金屬腐蝕的原因：

1、化學(xué)腐蝕：金屬直接與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這樣引起的腐

蝕為~

2、電化學(xué)腐蝕：不純的金屬（或合金）與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電

池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕成為電化學(xué)腐蝕。

負(fù)極(Fe)：Fe-2e-=Fe2+

正極：＋＋-＝↑（析氫腐蝕）

(C)2H2eH2

--（吸氧腐蝕）

2H2O+O2+4e=4OH

總方程式：（析氫腐蝕）＋＋＝↑＋2+

Fe2HH2Fe

（吸氧腐蝕）＋＝

Fe2H2O+O2Fe(OH)2

2+↓

Fe+2OH-=Fe(OH)2