金属的腐蚀与防护实验设计
初四化学第四单元第三节钢铁的锈蚀与防护教案
初四化学第四单元第三节钢铁的锈蚀与防护教案1 我们身边有哪些废弃的金属制品?2 从环境保护和资源再利用的角度,应如何处理这些金属制品?3为什么要回收利用废旧金属？四、典型例题：1、为了防止家中的菜刀生锈，某同学设计了以下几种方案：①每天用机油擦拭一遍②用完后保存在水中③擦干后用植物油涂抹④用干布把它擦干⑤用食醋涂抹⑥用酱油涂抹⑦用清水洗干净后迅速放进塑料袋中，并包裹好。
选出你认为合理可行的方案( )A．①②③④⑥⑦B．②③④C．③④D．⑤⑥⑦2、下列有关铁生锈的叙述中错误的是( )A．铁生锈时一定伴随着物理变化B．铁生锈时，铁发生了缓慢氧化C．铁生锈的实质是铁与氧气反应D．铁生锈时会有难以察觉的热量释放3、下列铁制品是如何防止生锈的？（1）自行车钢圈（2）搪瓷浴缸（3）自来水管4、在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整．取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象．（1）实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小．铁生锈实际上是铁与空气中的_______和_______(填物质名称)发生反应的结果。
（2）当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管的水的体积大约占试管体积的_________。
（3）根据铁生锈的原理和条件，你认为新疆和海南岛的钢铁，哪里的更容易生锈？_____________________________。
五、巩固练习：详见《练习册》六、归纳小结：1、铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质互相作用，发生一系列复杂的化学反应，使铁转化为铁的化合物的过程。
铁锈的主要成分是氧化铁。
2、人们可以采用多种方法来防止钢铁生锈。
例如：喷涂油漆、镀锡、镀锌、镀铬（克罗米）等。
另外金属铝、锌在空气中能“自我保护”。
金属的电化学腐蚀与防护教学设计高二化学人教版选修4
第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护一．教材分析本课时讲授选修4第四章第四节《金属的电化学腐蚀与防护》，本节的主要内容有三个方面：一、揭示金属腐蚀的严重危害；二、金属腐蚀的原因；三、金属防护。
鉴于金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更为普遍也更为严重，本课以最常见的钢铁锈蚀为例，剖析了金属的两种电化学腐蚀过程——吸氧腐蚀和析氢腐蚀，且重点介绍了金属的两种电化学腐蚀方法——牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。
本课内容较为简单，联系原电池以及电解池部分内容来解决问题。
在教学上，一方面是要让学生了解金属发生腐蚀的原因及现代防腐措施，同时还要让学生知道：防止金属腐蚀，任重道远！二．学情分析本课时重点在于三个探究性实验，学生在知识上存在的问题不大，主要是实验操作和动手能力的极度缺乏，会给这节课带来一些难点。
大部分学生思考问题的深度不够，可能会导致教学过程中某些关键点的导出困难。
三．教学大纲及考试说明教学大纲：金属的电化学腐蚀与防护-知道"是什么"。
能够根据所学知识的要点识别有关材料考试大纲：理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
四．教学目标1.知识与技能知道金属腐蚀的两种类型能够解释金属发生电化学腐蚀的原因了解防止金属腐蚀的具体方法2.过程与方法学会从视频材料以及教材中获取关键信息学会通过实验从微观上来研究宏观现象通过探究学习，训练学生的定性实验能力，培养学生的定量实验思维3.情感态度与价值观认识到金属腐蚀的严重危害通过探究活动，发展学生的合作探究能力，学会合作学习与交流通过实验这一科学研究方法，培养学生实事求是的科学精神和态度五．教学重难点重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理六．课时安排 1课时七．教学方法：1、本节教学在整体设计上应以色彩鲜明的图像和现象明显的实验作为重要的辅助手段，以强化学生的直观感受，有利于学生加深对相关知识的理解。
高中化学 第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护教案 新人教版必修4-新人教版高中必修4化学教案
金属的电化学腐蚀与防护1.了解金属腐蚀及其危害。
2．能理解金属电化学腐蚀的原因，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。
3．了解金属防护方法，特别是金属的电化学防护。
1．金属的电化学腐蚀(1)金属腐蚀：金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
(2)化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
(3)金属的电化学腐蚀①定义：不纯的金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。
如钢铁在潮湿的空气中生锈。
②类型a．析氢腐蚀(酸性较强的溶液)负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑，总方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
b．吸氧腐蚀(碱性、中性或弱酸性溶液)负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，总方程式：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2。
Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
铁锈的主要成分是 Fe2O3·x H2O，不能(填“能”或“不能”)阻止钢铁继续被腐蚀。
2．金属的电化学防护(1)牺牲阳极阴极保护法在被保护的钢铁设备上装上比铁活泼的镁合金或锌块，它们作为原电池的负极(或阳极)钢铁设备作为正极(或阴极)被保护下来。
(2)外加电流的阴极保护法将被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作辅助阳极，在外加直流电源的作用下使阴极得到保护。
[新知探究]钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀的比较分类析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件水膜酸性较强水膜酸性极弱或呈中性电极反应负极Fe－2e－===Fe2＋2Fe－4e－===2Fe2＋正极2H＋＋2e－===H2↑2H2O＋O2＋4e－===4OH－总反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3腐蚀速度一般较快一般较慢相互关系析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生，金属的腐蚀以吸氧腐蚀为主，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍[名师点拨]金属腐蚀快慢的判断方法(1)在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
金属的腐蚀与防护+参考教案
第4节金属的腐蚀与防护◆教学目标【知识与技能】(1)认识金属腐蚀带来的危害，了解金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）；(2)理解钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件及原理，会书写电极反应式和总反应式；(3)认识常见的防止金属腐蚀的方法，能解释两种电化学防护方法的原理。
【过程与方法】(1)通过对钢铁发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀对比实验的探究，学会设计控制单一变量进行对比实验以及对实验设计进行评价；(2)通过实验探究的过程，进一步提高对实验现象的观察能力和分析能力。
【情感态度与价值观】通过金属腐蚀对生产、生活的影响，切实感受金属及合金在国家建设及社会生活中的重要作用，形成爱护资源，科学利用资源的正确思想，感受化学对人类进步的意义。
◆教学重难点【教学重点】金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护原理。
【教学难点】金属发生析氢和吸氧腐蚀的原理。
◆教学方法从生活中常见的金属腐蚀说起，引起学生的共鸣，让学生感受金属腐蚀对生产、生活的影响，切实感受金属及合金在国家建设及社会生活中的重要作用。
通过实验引导学生探究金属腐蚀的原因以及金属腐蚀的分类，并由此联想到金属的防护。
学会书写电极反应式和总反应式认识常见的防止金属腐蚀的方法，并且可以解释两种电化学防护方法的原理。
◆教学过程一、导入新课(知识复习)【提问】上节课我们学习了原电池的有关知识，请大家思考一下两个问题1.原电池的构成条件?2.原电池哪一极金属易被腐蚀？【学生思考回答】活泼性不同的两极；电解质溶液；闭合回路；（自发的氧化还原反应）。
在原电池反应中负极易被氧化而腐蚀。
【设计意图】回顾旧知，铺垫新内容。
二、讲授新课教学环节一：情景导入【多媒体展示】(1)生活中常见金属腐蚀的图片；(2)金属腐蚀对人类生活和经济的影响。
【讲述】在生产和生活中，金属腐蚀所带来的损失非常严重。
金属生产设备的腐蚀经常导致工厂停产，金属腐蚀还会使桥梁、建筑物等损坏甚至坍塌，许多场所的金属腐蚀还会导致火灾、爆炸等安全事故的发生。
金属的电化学腐蚀与防护
到慢的顺序为⑤>④>②>①>③>⑥.
[答案] C
金属的腐蚀快慢顺序为：电解池的阳极>原电池的
负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的负极．
2．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 ①纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
(
)
②当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起
保护作用 ③在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺 牲阳极的阴极保护法 ④可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保 护它不受腐蚀 A．①② C．③④ B．②③ D．①③
解析：构成的原电池中铁棒作负极：2Fe－4e－ === 2Fe2＋，
石墨棒作正极：O2＋4e－＋2H2O === 4OH－. 答案：B
4．钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应 A．2H＋＋2e－ === H2↑ B．2H2O＋O2＋4e－ === 4OH－ C．Fe－2e－ === Fe2＋
(
)
D．4OH－－4e－ === 2H2O＋O2↑
＋O2＋4e－=== ＋2e－ === H2↑
两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐 蚀更普遍、危害更大．
如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放 置数天观察： (1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于_______
腐蚀．
(2)若试管内液面上升，则原溶液呈______性， 发生________腐蚀，电极反应，负极：___________________， 正极：______________________________________________. (3)若试管内液面下降，则原溶液呈________性，发生
能很好地考查学生的学科内综合能力和实验探究能力．
金属的电化学腐蚀与防护
植物油
记 录
有气泡产 生，反应 速率快
结 铁钉被腐 论 蚀最快
相当长时 间铁钉未 铁钉渐 被腐蚀 渐生锈
由于无O2， 较长时间铁 钉未被腐蚀
铁钉被 腐蚀
无现象 无现象
由于无O2， 铁钉未被 腐蚀
由于无O2、 H2O铁钉不
能被腐蚀
钢铁在干燥的空气里长时间不易被 腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐 蚀,这是什么原因呢?
金属的腐蚀是指金属与周围接触到的气体或液体 发生氧化还原反应而引起损耗的现象
2、金属腐蚀的本质： M - ne = M n+
3 种类
化学腐蚀
-
(不多见、无电流)
电化学腐蚀 (原电池、常见、有电流)
化学腐蚀和电化学腐蚀的比较
条件 现象
化学腐蚀 金属跟接触的物质反应 不产生电流
电化学腐蚀 不纯金属跟电 解质
金属被腐蚀后有什么危害？
（1）外形、色泽、机械性能发生变化； （2）影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至报废； （3）桥梁、建筑物强度降低而坍塌； （4）地下金属管道泄漏； （5）轮船船体损坏； （6）金属腐蚀还可能造成环境污染。
损耗金属 损坏机械设备 造成经济损失 造成严重事故
一、金属的电化学腐蚀
练习
1．下列方法可用于金属防护的是（ D ）
①原电池反应 ②涂油漆 ③电镀 ④置于干燥环境 A．①③④ B．①②③ C．②③④ D．全部
2．有关金属腐蚀的论述，正确的是（ D）．
A．金属的腐蚀一定伴有电流产生 B．Fe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀 C．发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是
思考与交流
请根据生活常识以及下图总结金 属防护常用的方法，并解释这些方法 为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。
4.3金属的腐蚀与防护-教学设计2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
- 提供具体的改进建议，如纠正错误的概念、引导学生深入思考问题的本质、鼓励学生进行实验操作和观察等。
八、板书设计
1. 金属腐蚀的定义和类型
- 金属腐蚀：金属与环境介质接触时，发生化学或电化学反应而逐渐破坏的过程。
- 化学腐蚀：金属直接与环境介质发生化学反应而腐蚀。
- 电化学腐蚀：金属在电解质溶液中形成原电池，发生氧化还原反应而腐蚀。
2. 金属腐蚀的影响因素
- 金属材料：成分、组织结构、加工状态等。
- 环境介质：湿度、温度、氧气、氯离子等。
- 腐蚀产物：可能加速腐蚀的进一步发展。
3. 金属的防护方法
- 涂层保护：油漆、塑料、陶瓷等。
- 阴极保护：外加电流或牺牲阳极。
4.3金属的腐蚀与防护-教学设计 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
课题：
科目：
班级：
课时：计划1课时
教师：
单位：
一、教学内容
本节课的教学内容来自于2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1的第四章第三节“金属的腐蚀与防护”。本节内容主要包括以下几个部分：
1. 金属腐蚀的概念：介绍金属腐蚀的定义、类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）以及腐蚀过程中发生的化学反应。
2. 金属腐蚀的影响因素：探讨金属材料、环境介质（如湿度、温度、氧气等）以及腐蚀产物对腐蚀过程的影响。
3. 金属的防护方法：介绍金属的防腐蚀策略，如涂层保护、阴极保护、合金强化等，并分析各种防护方法的优缺点。
实Hale Waihona Puke 过程：将试样分别置于不同环境条件下，定时测量并记录腐蚀速率。
金属的电化学腐蚀与防护教案示范三篇
金属的电化学腐蚀与防护教案示范三篇金属的电化学腐蚀与防护教案1教材分析：本节课程是高中化学的第四章第四节，着重介绍了金属的电化学腐蚀和防护的基础概念、原理和方法。
教材主要内容包括金属腐蚀的原因、腐蚀过程和类型，腐蚀的防护措施，以及防护材料的种类和应用。
教学目标：1. 理解金属腐蚀的原理和分类，知道何种因素引起腐蚀。
2. 了解金属腐蚀的过程，掌握腐蚀程度的判断方法。
3. 掌握金属的防腐方法，包括阳极保护、阴极保护、涂层保护等。
4. 了解防腐材料的种类和特点，学会正确使用防腐涂料。
5. 培养学生创新思维和探究精神，鼓励学生从职业方向出发，对未来进行规划和预测。
教学重点：1. 腐蚀的种类和原理；2. 防腐的措施和方法；3. 金属腐蚀评价和防腐涂料选用的标准。
教学难点：1. 腐蚀的电化学原理，包括阳极、阴极和电解质的反应过程。
2. 不同金属在不同环境下腐蚀的机理及防止腐蚀的方法；3. 防腐涂料的选用，涂层的厚度和附着力的衡量方法。
学情分析：本节课程是高中化学中的选修内容，通常在年级较高，化学基础知识相对扎实的学生中教授。
学生应该已经在前面的章节中学习了电化学的基础知识，如电极反应等，有一定的认知基础。
但对于电解质的种类、腐蚀机制等知识掌握不深刻。
部分学生可能没有接触过防腐涂料及防腐涂料的应用，在实验操作上可能需要师生合作互动。
教学策略：1. 采用启发式教学法，引导学生通过实验和讨论理解腐蚀的机理和防护原理。
2. 通过引导学生进行实际问题分析，提高学生独立思考和判断能力。
3. 通过研究具体的防腐实践案例，引导学生理解和掌握防腐的科学方法和实用技术。
4. 通过实验和模拟仿真，激发学生的探索精神和创新意识。
5. 课后安排相关的实验练习以及习题训练，巩固学生所学知识和应用能力。
教学方法：1. 课堂讲授结合视听、图像等多媒体资源，生动直观展示相应的实验现象及防腐涂料的应用例子等；2. 小组讨论及实验操作，寻找金属腐蚀的规律；3. 仿真实验、实物展示等多种方式交替使用，提高学生的学习兴趣和深度；4. 队伍合作、个人发现等多元化学习方式，培养学生的能力和探究意识。
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金属的腐蚀与防护实验设计
在人教版教材《化学反应原理》中，有关“金属的腐蚀与防护”内容的相关实验是教学中的难题：“铁的吸氧腐蚀”有原理介绍，没有相应的电化学实验来验证；教材中有关“铁的吸氧腐蚀”现象的实验不易操作和观察；“实验验证牺牲阳极的阴极保护法”实验不容易做成功。
针对这些问题，通过分析、思考和探索实验条件，笔者设计了以下几个实验装置和方法，较好地解决了以上难题。
一、铁的吸氧腐蚀实验
1.实验原理验证
用1张浸有饱和食盐水的滤纸包住1块铁片和1支碳棒（两者相接触），在铁片处滴加2滴铁氰化钾溶液，在碳棒处滴加2滴酚酞试液，静置观察。
实验说明：采用浸有饱和食盐水的滤纸，可以使电解质溶液既充分展开有利于接触氧气，又能富集形成的产物便于检验，还能作为白底衬托出蓝色和红色（如图1所示）。
2.吸氧腐蚀现象实验
将铁粉与碳粉的混合物装入锥形瓶中，用饱和食盐水润湿，并在瓶壁尽量展开；瓶口塞上自制回型管装置（加有品红溶液），调节品红液面至水平位置后，静置观察。
3.实验说明
自制回型管装置（如图2所示），其中橡皮塞上有2个孔，1个插入回型管，1个插入带玻璃珠的乳胶管。
在塞紧橡皮塞后，回型管中的液面会有变形，调节回型管中的液面，使之处于水平位置，便于观察液面高度变化。
二、实验验证牺牲阳极的阴极保护法
1.实验方法
在2支U型管中分别装入饱和食盐水，分别插入铁丝、连有锌片的铁丝。
在铁丝端管口分别滴加几滴铁氰化钾溶液，1 min后再分别滴加1滴稀盐酸（1 mol/L），观察现象。
2.实验说明
教材中用酸化的饱和食盐水做该实验，其中“酸度”比较难控制。
经过多次实验后发现，有时直接用饱和食盐水效果更好，但时间可能较长。
加酸以后反应速
率加快，现象较明显，加入酸的时间越晚对比色越突出，还能观察到铁丝（连有锌片）上有细小的氢气泡。
加入酸的量一定要少，否则两者都变蓝色（如图3所示）。