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第四节 金属的电化学腐蚀与防护(教案)



高中化学选修四 第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护教案 主备人:邓老师 审核人:唐老师





金属的电化学腐蚀与防护 1.了解金属腐蚀的种类,探究金属发生电化学腐蚀的原因

教学目标

2.认识金属腐蚀的危害及现代防腐措施,感受化学对人类生产和生活的影 响。

教学重点 教学难点 教学方法 主要教具 教

电解原理及其应用 电解原理及其应用 实验探究、自学、小组讨论 多媒体 学 过 程 设 计 备 注

[讲述] 金属制品,尤其是钢铁制品,在潮湿的空气中,很容易生锈。金属 被腐蚀后,在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化。因此,了解 金属腐蚀的原因和防止金属腐蚀的方法具有很重要的意义。 [板书] 第四节 金属的电化学腐蚀与防护 [阅读] 引导学生阅读 P84 内容。 [问题] 1. 什么是金属腐蚀?其本质是什么? 2. 金属腐蚀有哪些种类? 3. 什么是电化学腐蚀? [归纳整理] 一、金属的电化学腐蚀 1. 金属腐蚀:是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐 蚀损耗的过程。 失e①金属腐蚀的本质:金属原子 金属阳离子 M – ne- → Mn+(氧化反应) ②金属腐蚀的类型:化学腐蚀——直接反应 电化学腐蚀——原电池反应 2. 电化学腐蚀 [实验探究] 将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡一下,放入下图具 支试管中,观察导管中水柱变化,并思考引起变化的原因?

⑴ 吸氧腐蚀:中性或酸性很弱条件下 负极:2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正极:O2 + 2H2O + 4e-= 4OH电池反应:2Fe+ O2 +2 H2O =2Fe(OH)2 进一步反应:4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3· 2O+(3-x) H2O xH
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高中化学选修四 第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护教案 主备人:邓老师 审核人:唐老师

⑵ 析氢腐蚀:当钢铁处于酸性环境中

负极:Fe - 2e- = Fe2+ 正极:2H+ + 2e- =H2↑ 电池反应:Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑ 析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。 化学腐蚀与电化学腐蚀比较: 化学腐蚀 条件 现象 本质 影响因素 联系 [讨论与交流] 下列各情况下,其中 Fe 片腐蚀由快到慢的顺序是(5) (1) (4) (2) (3) 电化学腐蚀

结论:原电池正极、电解池阴极受到保护。 外接电源的阴极保护法>牺牲阳极的阴极保护法>有一般防腐条件保护 >无防腐条件 结论 在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下: 电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的 腐蚀 例 1:下列装置中四块相同的 Zn 片,放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的 顺序是(4) (1) (2) (3)

二、金属的电化学防护 1.牺牲阳极的阴极保护法 原理 :形成原电池时,让被保护金属作正极(阴极),不反应受到保护;而 活泼金属作负极(阳极),反应受到腐蚀。
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[科学探究] 验证牺牲阳极的阴极保护法

2.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 属作为阴极,在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止 土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。

辅助阳极(不溶性) [归纳与整理] 金属防护的几种重要方法: ①在金属表面覆盖保护层。 ②改变金属内部的组成结构,制成合金。 ③电化学保护法, 即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。 [课堂练习] 1、 如图, 水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天观察:

⑴ 若液面上升,则溶液呈 性,发生 腐蚀,电极反应式为:负极: 正极: ⑵ 若液面下降,则溶液呈 性,发生 腐蚀,电极反应 式为:负极: 正极: 2、2000 年 5 月,保利集团在香港拍卖会上花费 3000 多万港币购回在火烧 圆明园时流失的国宝:铜铸的牛首、猴首和虎首,普通铜器时间稍久容易
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出现铜绿,其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件 1760 年铜铸的国宝在 240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈,下列对起原因的分析,最可能的是( D ) A、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金; B、环境污染日趋严重,它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去; C、铜的金属活动性比氢小,因此不宜被氧化; D、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金; 3、下列叙述中,可以说明金属甲比乙活泼性强的是( C ) A. 甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中,乙溶解,甲 上有 H2 气放出; B. 在氧化–还原反应中,甲比乙失去的电子多; C. 将甲乙作电极组成原电池时甲是负极; D. 同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强; 4、有 M、N 两种金属,分别与盐酸反应,产生 H2 速率 相近,试设计一个实验比较 M、N 两种金属的活泼性。 [布置作业] 完成学案 【板书设计】 第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护 一、金属的电化学腐蚀 1. 金属腐蚀:是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。 ①金属腐蚀的本质:金属原子 金属阳离子 M – ne- → Mn+(氧化反应) ②金属腐蚀的类型:化学腐蚀——直接反应 电化学腐蚀——原电池反应 2. 电化学腐蚀(析氢腐蚀和吸氧腐蚀) ⑴ 吸氧腐蚀:中性或酸性很弱条件下 负极:2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正极:O2 + 2H2O + 4e-= 4OH电池反应:2Fe+ O2 +2 H2O =2Fe(OH)2 ⑵ 析氢腐蚀:当钢铁处于酸性环境中 负极:Fe - 2e- = Fe2+ 正极:2H+ + 2e- =H2↑ 电池反应:Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑ 二、金属的电化学防护 1. 牺牲阳极的阴极保护法 2. 外加电流的阴极保护法 3. 金属防护的几种重要方法 ①在金属表面覆盖保护层。 ②改变金属内部的组成结构,制成合金。 ③电化学保护法,即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。 【教学反思】

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