44 金属的电化学腐蚀与防护(公开教学活动)
金属的电化学腐蚀与防护(公开课课件)
通过合金化改变金属的化学成分，提高金属的耐腐蚀性能。
金属腐蚀实例
• 金属腐蚀案例分析
金属腐蚀防护的重要性
• 保护金属结构的长寿命和可靠性
结论和总结
通过学习金属的电化学腐蚀与防护，我们能够更好地保护和延长金属结构的寿命，提高工程的可靠性。
金属的电化学腐蚀与防护
欢迎来到本次公开课，请跟随我们一起探索金属腐蚀的奥妙和如何有效地进 行防护。
金属腐蚀介绍
• 什么是金属腐蚀？ • 金属腐蚀的方式
金属ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ蚀的原因
• 氧化还原反应 • 电化学腐蚀的机理
金属防护方法
表面涂层
通过涂层保护金属表面，防止与外界介质接触，减缓腐蚀速度。
电化学防护
利用电流控制金属腐蚀，如阴极保护和阳极保护。
《金属的电化学腐蚀与防护》 说课稿
《金属的电化学腐蚀与防护》说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是《金属的电化学腐蚀与防护》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程、板书设计这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析本节课是人教版选修 4《化学反应原理》第四章第四节的内容。
在之前的学习中，学生已经掌握了原电池和电解池的工作原理，本节课将在此基础上，引导学生从电化学的角度来理解金属的腐蚀现象，并探讨相应的防护措施。
教材首先介绍了金属腐蚀的危害，引起学生对这一问题的重视。
接着，分别从化学腐蚀和电化学腐蚀两个方面阐述了金属腐蚀的原理，重点讲解了电化学腐蚀中的吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
最后，介绍了金属防护的几种常见方法，如改变金属的内部结构、在金属表面覆盖保护层、电化学保护法等。
通过本节课的学习，不仅可以加深学生对原电池和电解池原理的理解，还可以培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，增强学生的环保意识和社会责任感。
二、学情分析学生在之前已经学习了原电池和电解池的相关知识，具备了一定的电化学基础。
但是，对于金属腐蚀的原理和防护方法，学生可能缺乏系统的认识和深入的理解。
此外，学生在学习过程中可能会遇到一些抽象的概念和复杂的化学反应，需要教师通过实验、多媒体等手段进行直观的展示和引导。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）了解金属腐蚀的危害，理解金属腐蚀的化学原理，尤其是电化学腐蚀的原理。
（2）掌握金属防护的方法，能够运用所学知识解释生活中的金属腐蚀现象和提出合理的防护建议。
2、过程与方法目标（1）通过实验探究和分析，培养学生的观察能力、实验操作能力和逻辑思维能力。
（2）通过对实际问题的讨论和解决，提高学生运用知识分析和解决问题的能力。
3、情感态度与价值观目标（1）激发学生学习化学的兴趣，培养学生的创新精神和实践能力。
（2）增强学生的环保意识和社会责任感，使学生认识到科学技术在解决实际问题中的重要作用。
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。
金属的电化学腐蚀与防护(公开课)
问题引导下的再学习
自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?
镀铬
烤蓝 烤漆
涂机油
涂凡士林
镀锌
问题引导下的再学习
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)>(2)>(1)>(3) 。
作业
1.总结本节内容，整理笔记。
2.完成一线精炼课时二十四
课堂小结
一.金属的腐蚀 1.定义 2.本质 化学腐蚀 3.分类 电化学腐蚀
问题引导下的再学习 二、金属的防护
1、原理 防止金属失电子 2、电化学防护
⑴ 牺牲阳极保护法 形成原电池反应时， 负极材料很快被腐蚀， 而正极材.外加电流的阴极保护法 将被保护金属作为 电解池的阴极，另一 导电物质作为阳极， 在外加直流电的作用 下使阴极得到保护。 辅助阳极 （石墨）
问题引导下的再学习
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：
电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞ 原电池的正极＞电解池的阴极
防腐措施由好到坏的顺序如下：
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
问题引导下的再学习
下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是： (5)>(2)>(1)>(3)>(4) 。
问题引导下的再学习
科学探究Ⅰ
问题引导下的再学习
试管中的液面
导管中的液面
导管中的液面 试管中的液面
加醋酸的试管 加NaCl的试管
问题引导下的再学习
钢铁的析氢腐蚀示意图
问题引导下的再学习
钢铁的吸氧腐蚀示意图
问题引导下的再学习
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 析氢腐蚀 条 件 负极 水膜呈酸性 Fe-2e-=Fe2+ 吸氧腐蚀 水膜呈碱性、中性或弱酸性 2Fe-4e-=2Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH-
《金属电化学腐蚀防护》教学设计
《金属的电化学腐蚀与防护》的教学设计新课程教学,要体现课堂新教法,学生的学习方式要改变。
本节课在教学设计上旨在认真落实课程新理念,变学生被动学习为主动学习,培养学生收集资料,处理资料,探究实验,合作交流的能力。
新课程化学课堂教学是实现新课程目标的主阵地,所以在课堂教学中如何落实新课程目标、如何体现学生的主体地位、体现学生合作、交流、探究和搜集资料的能力,应该是教师设计教学过程的重要依据。
选修4第四章第四节《金属的电化学腐蚀与防护》的教学设计,笔者就是依据新课程化学教学课程目标,以体现新理念为出发点完成本节课的课堂教学。
一、教材分析本节教材位于选修四最后一章最后一节,前面有原电池、电解池知识为基础,又有初中金属腐蚀知识的简单渗透,所以本节课是将以往学生获取的零散知识的一个整理和对前面所学原电池知识的实际应用。
课堂教学过程围绕“以学生活动为主线”的设计思路,通过学生搜集资料、实验探究、课前预习,课堂总结、课堂练习等方法,使本节课更重要的成为一节能力培养课:培养学生搜集资料的能力、实验探究能力、自主学习能力以及对现象分析处理的能力。
通过资料搜集,认识金属锈蚀的危害;通过实验探究,了解金属锈蚀的条件;通过课堂教学分析,理解金属锈蚀的原理;通过课堂练习,了解考试动向。
二、教学过程1.课前预习:收集资料,分组探究提前一周让学生借用网络收集金属腐蚀现象图片、金属腐蚀危害图片以及金属腐蚀及防护相关文字资料。
由于学生家有电脑的不多,让他们制成课件或下载有困难,所以将收集的资料发至教师邮箱,教师整理、评价,制成课件,课堂进行展示。
同时准备探究实验:“铁钉在不同条件下的锈蚀”的7组对照试验。
方案由学生查阅资料思考后自行设计,教师对他们的方案给予指导和评价。
然后由学生分组进实验室自己动手准备、配制、完成。
在学生已有的“铁钉腐蚀条件探究”的基础上,结合学生网上查询到的设计方案,最后本实验在原有三组对比试验的基础上扩充为七组对比试验。
《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计
《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计三维目标：知识与技能：1．了解金属腐蚀及其危害。
2．了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。
3．了解金属防护的一般方法，特别是电化学防护的方法。
过程与方法：事例引入，激发兴趣；分组实验，总结结论，典型题例，强化理解。
情感态度与价值观：通过生活事例引发学生思考，体现化学与生活的紧密联系，激发学生的探索精神，并让学生体会到学以致用的科学精神。
教学重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。
教学难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。
教具：提供试剂：锌片铜片稀硫酸氯化钠溶液提供仪器：水槽导管电流表教学过程：[板书] 一、金属的电化学腐蚀1、金属的腐蚀(1)定义：金属原子失电子被氧化的过程(2) 金属腐蚀的本质：M—ne—=M n+[实验探究]金属腐蚀的类型[预设问题2] A、B装置中Zn棒的质量有无变化？Zn发生了什么反应？装置中是否有电流形成？[板书] (3) 金属腐蚀的类型[预设问题3] 钢铁在潮湿的空气中为什么在潮湿的空气中比干燥的空气中更易被腐蚀？[多媒体投影] 钢铁的析氢腐蚀电化学腐蚀示意图[板书] 析氢腐蚀（酸性溶液）[指定学生板书]↑负极（Fe）：Fe—2e—=Fe2+正极（C）：2H++2e—=H2[引导] C装置中发生了什么电化学腐蚀？[学生实验] 铁的吸氧腐蚀（教材85页实验4-3）[演示实验]2.铁的吸氧腐蚀的改进实验：投影实验现象[多媒体投影]实验现象[板书]析氧腐蚀（中性和弱酸性溶液）[多媒体投影] 钢铁的吸氧腐蚀电化学腐蚀示意图[引导] 钢铁吸氧腐蚀时形成的原电池的正负极，写出电极反应方程式：[板书]负极（Fe）：2Fe—4e—=2Fe2+正极（C）：O2+2H2O+4e—=4OH—总反应：2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2[多媒体投影]铁锈形成：4Fe(OH)2+ O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水成为铁锈,结构疏松，不能起到保护作用。
金属材料的电化学腐蚀与防护
金属材料的电化学腐蚀与防护一、实验目的1.了解金属电化学腐蚀的基本原理;2.了解防止金属腐蚀的基本原理和常用方法;二、实验原理1．金属的电化学腐蚀类型1微电池腐蚀于吸氧腐蚀;两极的电极反应式分别如下：阳极反应式：Fe = Fe2＋＋2e－3Fe2＋＋2FeCN63－= Fe3FeCN62蓝色沉淀阴极铜表面反应式：O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－在阴极由于有OH－生成,使c OH－增大,所以酚酞变红;②金属铁和锌直接接触,环境同上,则由于ϕO Zn2＋/Zn< ϕO Fe2＋/Fe,锌作为阳极受到腐蚀,而铁作为阴极,铁表面的氧气得电子后不断生成氢氧根离子,导致酚酞变红属于吸氧腐蚀;两极的电极反应式分别如下：阳极反应式：Zn = Zn2＋＋2e－3Zn2＋＋2FeCN63－= Zn3FeCN62黄色沉淀阴极铁表面反应式：O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－2．金属腐蚀的防护防止金属腐蚀的方法很多;如研制耐腐蚀的金属材料、金属表面涂覆保护N、干,塑料镊子,洗瓶,细砂纸约3×3cm2;药品：NaCl0.1 mo1·L－1,K3FeCN60.1 mo1·L－1,乌洛托品CH26N420％,CuSO40.1 mo1·L－1,HCl0.1 mo1·L－1、6 mo1·L－1,浓,酚酞0.5％,洗洁精,检验液3％的CuSO4,磷化液配方：H3PO485％：45g·L－1,ZnO：28 g·L－1,ZnNO32：28 g·L－1,NaF：2 g·L －1 ,HNO3浓：29 g·L－1;四、实验内容1．金属的电化学腐蚀1准备铁钉和混合溶液①铁钉表面除锈：取8枚小铁钉浸在浓盐酸中,除锈约1～2分钟后用塑料镊子取出,以自来水淋洗后放在洁净的小烧杯中,再以去离子水浸泡备用;②配制含有少量酚酞的混合溶液：取1支试管,加入6mL 0.1 mo1·L-1的NaCl溶液增加导电性,加入4滴0.1 mo1·L-1K3FeCN6溶液,再加入3滴酚酞溶液,混合均匀备用;2微电池腐蚀①差异充气腐蚀用细砂纸把一块铁片表面磨光,洗净铁锈并吸干水分,在其中心处滴上2滴含有少量酚酞的混合溶液,形成直径约为2cm的圆斑,放置10 min后观察现象,并用两极;4后,观察现象并用反应式解释之;五、注意事项1. 铁钉一定要事先算好需要几个,然后集中除锈;2. 需要静置数分钟的实验,千万不要晃动试管,以免现象观察不明显;3. 用锌丝缠铁钉时要慢缓慢用劲缠紧,防止锌丝折断；不要缠满铁钉,只要铁钉有一段被缠上就可观察到现象;4.铁片,铜丝,锌丝,铁钉等用后洗净回收至原处;所有试剂用后放回原处;5．实验中一定要仔细观察现象有无变化,记录现象要完整,并用学过的知识和有关反应方程式解释之;六、实验记录。
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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联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更蚀
实验操作：划痕处分别滴加氯化钠溶液，再滴入 几滴铁氰化钾溶液，观察现象？
结论：马口铁先腐蚀
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。
• 析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。
化学腐蚀
条件
金属跟干燥气体或非 电解质液体直接接触
电化学腐蚀
不纯金属或合金 跟电解质溶液接触
现象 无电流产生
有微弱电流产生
本质 金属被氧化
较活泼金属被氧化
影响 与接触物质的氧化性 与电解质溶液的酸碱
因素 及温度有关
性及金属活性有关
联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍
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；
改变金属的内部组织结构防腐
3.下列各情况下，其中Fe片腐蚀由 快到慢的顺序是(5)(2) (1) (3)(4) 。
万安水电站大坝的钢闸门 是怎样防腐蚀的
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。
海水
辅助阳极 （不溶性）
除此以外你还知道哪些防护方法？
➢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。
问题讨论
钢铁及其制品为什么在潮湿的 空气中易生锈？ 试设计实验来 证明你的结论。
[实验探究] 将经过酸洗除锈的铁钉，分
别用饱和食盐水和无水酒精浸泡一下， 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？
（阅读课本P84）
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。 ➢金属腐蚀的本质：金属原子 失e- 金属阳离子
M – ne- → Mn（+ 氧化反应） 化学腐蚀 — 直接反应 ➢金属腐蚀的类型 电化学腐蚀 —原电池反应
2. 电化学腐蚀
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+2H2O =2Fe(OH)2
进一步反应：
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O
铁锈
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↑
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条 件
水膜呈酸性
水膜呈中性或酸性很弱
电 负极Fe(- ) Fe-2e-=Fe2+
极 反
正极C(+)
2H++2e-=H2↑
应 总反应:
Fe + 2H+ =
Fe2+ + H2 ↑
2Fe-4e-=2Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
第四章 电化学基础
第四节 金属的电化 学腐蚀与防护
主讲：吉安一中 颜 涛
生锈的水龙头
被腐蚀的古铜币
阅读：你有何感想？
金属腐蚀
• 我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2010年全国生 产钢材6.25亿吨） ，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年 产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国 内生产总值的2%~4%；约合人民币：5000亿元
1、下列事实不用电化学理论解释的是
( B) A．轮船水线以下的船壳上装一定数量 的锌块 B．铝片不用特殊方法保存 C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫 酸铜溶液后速率加快 D．镀锌铁比镀锡铁耐用
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 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
结论：原电池正极、电解池阴极受到保护。
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＞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) (2) (1) (3)
2020/8/19
• 根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经 济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。
• 另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火 灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不 包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接 损失。
• 面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害 事实，大家有没有想过，铁怎么会被 腐蚀？怎样防腐？