金属腐蚀完成版
高中化学选择性必修一第4章第3节 金属的腐蚀与防护 基础知识讲义
第三节金属的腐蚀与防护一、金属的腐蚀（一）定义：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象（二）特征：金属被腐蚀后，在外形，色泽以及机械性能方面会发生变化（三）本质：金属失电子变成阳离子发生氧化反应。
M-ne-=M n+（四）类型：化学腐蚀和电化学腐蚀1、化学腐蚀（1）定义：金属与其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2等）直接反应而引起的腐蚀（2）本质：金属失电子被氧化。
（3）举例：铁与氯气直接反应而腐蚀；输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀（4）特点：无电流产生，化学腐蚀的速度随温度升高而加快。
例如：钢材在高温下容易被氧化，表面生成由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的一层氧化物。
2、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，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
（2）本质：较活泼的金属失去电子被氧化（3）举例：钢铁制品在潮湿空气中的锈蚀就是电化学腐蚀（4）特点：有微弱的电流产生注：化学腐蚀与电化学腐蚀的联系：化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大，腐蚀速率更快3、钢铁的电化学腐蚀（1）原电池的组成：负极：铁正极：碳电解质：潮湿空气（2）种类：根据钢铁表面水膜的酸性强弱分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀①析氢腐蚀：在酸性环境中，由于在腐蚀过程中不断有H2放出，所以叫做析氢腐蚀。
水膜酸性较强：负极：Fe—2e-=Fe2+正极：2H++2e-=H2↑总反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑②吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气，此时就会发生吸氧腐蚀水膜中溶有O2，呈弱酸性、中性或碱性：负极：Fe—2e-=Fe2+ 正极：O2+4e-+2H2O=4OH-总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3 =Fe2O3·xH2O（铁锈）+(3-x)H2O注：I、只有位于金属活动性顺序中氢前的金属才可能发生析氢腐蚀，氢后的金属不能发生II、氢前和氢后的金属都可发生吸氧腐蚀III、吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，主要原因有两个，第一：水膜一般不显强酸性；第二：多数金属都可发生二、金属的防护（一）改变金属材料的组成1、方法：在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。
腐蚀学原理第八章 金属在自然环境中的腐蚀_图文
零件之间的间缝和狭缝、氧化膜和腐蚀产物以及镀层中的 孔隙、材料的裂缝，以及落在金属表面上的灰尘和碳粒下 的缝隙等等，都是促使毛细凝聚的良好条件。在这些地方 大气腐蚀的产生和加速，很大程度上取决于毛细凝聚作用 。
2 吸附凝聚。在相对湿度低于100％时，未发生纯粹的物 理凝聚之前，由于固体表面对水分子的吸附作用也能形成 薄的水分子层。吸附的水分子层数随相对湿度的增加而增 加。吸附水分子层的厚度也与金属的性质及表面状态有关 。一般为几十个分子层的厚度。
(2) 湿膜的形成
金属暴露在室外大气或易遭到水滴飞溅的条件下，金属表面易形 成约1μm～1mm厚的可见水膜。这种情况如大气沉降物的直接 降落(雨、雪、雾、露、融化的霜和冰等)；水分的飞溅(海水的 飞沫)；周期浸润(海平面上工作的零件，周期地与水接触的构件 等)；空气中水分的凝结(露点以下水分的凝结、水蒸气的冷凝等 )。例如，露天仓库、户外工作的飞机、设备、仪器、海上运输 和水上飞机等，这些都经常会溅上水分或落上雨雪。
在中性或碱性液膜下：O2+2H2O+4e → 4OH－
在酸性液膜下： O2+4H++4e → 2H2O
3．大气腐蚀机理
大气腐蚀开始时受很薄而致密的氧化膜性质的影响。一旦金属处于“湿态 ”，即当金属表面形成连续的电解液膜时，就开始以氧去极化为主的电化 学腐蚀过程。在薄的锈层下氧的去极化在大气腐蚀中起着重要的作用。
8.1.3 影响大气腐蚀的主要因素
1．大气相对湿度的影响
空气中含有水蒸气的程度叫做湿度。水分愈多，空气愈潮 湿，通常以1m3空气中所含的水蒸气的克数来表示潮湿程 度，称为绝对湿度。在一定温度下空气中能包含的水蒸气 量不高于一定极限(不高于大气中的饱和蒸汽值)，温度愈 高，空气中达到饱和的水蒸气量就愈多。所以习惯用在某 一温度下空气中水蒸气的量和饱和水蒸气量的百分比来表 示相对湿度(RH)。当空气中的水蒸气量增大到超过饱和 状态，就出现细滴状的水露。
高中化学-第四节 析氢吸氧腐蚀
金属的防护方法
思考：根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金 属腐蚀的方法？
1、覆盖保护层
衣架和电线的外面包 某些工具的“机械转动部位”选
上一层塑料层
用油脂来防锈,为什么不能用油漆
生活中常见的一些防护措施
自行车的钢圈和车铃是在钢上镀 健身器材刷上油一漆层以既防耐锈腐蚀又耐磨的Cr
金）
1、析氢腐蚀（酸性水溶液）
负极：Fe － 2e － = Fe2+ 正极：2H+ + 2e－ = H2↑ 总反应： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
2、吸氧腐蚀（中性或弱酸性水溶液）
负极：2Fe - 4e =2Fe2+ 正极：O2 + 2H2O + 4e = 4OH－
2、牺牲阳极的阴极保护法
原理 ：
形成原电池反应时，让被保护 金属做正极，不反应，起到保护作用； 而活泼金属反应受到腐蚀。航海船
只的船底四周镶嵌锌块，就是利用牺牲 阳极保护法来保护船体的。
用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换
锌块
航海的船只 的船底四周 镶嵌锌块 （白色）， 就是利用牺 牲阳极的阴 极保护法。
总反应：2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
条件
电 极
负极Fe(-)
反 应
正极C(+)
总反应
联系
析氢腐蚀
水膜呈酸性
吸氧腐蚀
水膜呈中性或酸性很弱
Fe-2e--=Fe2+
Metal Corrosion
所以不同的透射率的产品在铝金属蚀刻时，同样的铝金属腐蚀，但是引起腐蚀的原因是不同的。我们 要针分对析低出透正射确率的的成产因品，，并主采要取防相止应的得是措过施量。 侧壁聚合物的生成，可采取的措施有： 1）降低偏置射频功率，从而减少侧壁聚合物的生成。 2) 减少光刻胶的厚度，保证刻蚀后光刻胶残留的条件下，减少侧壁聚合物的生成。 3) 减少CHF3 /CH4等气体的流量，从而减少侧壁聚合物的生成。 4) 减少过蚀刻（Over Etch）时间，从而减少侧壁聚合物的生成,但要保证足够的氧化层损耗。 针对高透射率的产品，主要防止的是侧壁钝化的不足，即增加聚合物的生成，可采取的措施有： 1) 增加光刻胶的厚度，增加侧壁聚合物的生成。 2) 增加CHF3 /CH4等气体的流量，从而增加侧壁聚合物的生成。 3) 增加过蚀刻（Over Etch）时间，增加侧壁聚合物的生成。 结论
实验一失重法测定金属腐蚀速度完整版
实验一失重法测定金属腐蚀速度HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】实验一失重法测定金属腐蚀速度一、实验目的：1、通过实验进一步了解金属腐蚀现象和原理，了解某些因素（如不同介质，介质的浓度以及是否加有缓蚀剂等）对金属腐蚀速度的影响。
2、掌握失重法测定金属腐蚀速度的方法。
二、实验原理：目前测定腐蚀速度的方法很多，如重量法、电流密度法、极化曲线法、线性极化法等。
所谓重量法，就是试验金属材料在一定的条件下（一定的温度、压力、介质浓度等）经腐蚀介质一定时间的作用后，比较腐蚀前后该材料的重量变化从而确定腐蚀速度的一种方法。
对于均匀腐蚀，根据腐蚀产物容易除去或完全牢固地附着在试样表面的情况，可分别采用单位时间、单位面积上金属腐蚀后的重量损失或重量增加来表示腐蚀速度：式中：K――腐蚀速度，克/米2.小时（K为负值时为增重腐蚀产物未清除）s――试样面积，米 2t――试验时间，小时W――试验前试片的重量，克W――试验后试片的重量，克（清除腐蚀产物后）对于均匀腐蚀的情况，以上腐蚀速度很容易按下式换算成以深度表示的腐蚀速度：式中：K——年腐蚀深度，毫米/年dρ——试验金属的密度，克/厘米3。
重量法是一种经典的试验方法，然而至今仍然被广泛应用，这主要是因为试验结果比较真实可靠，所以一些快速测定腐蚀速度的实验结果还常常需要与其对照。
重量法又是一种应用范围广泛的实验方法，它适用于室内外多种腐蚀实验，可用于评定材料的耐蚀性能。
评选缓蚀剂，改变工艺条件时检查防腐效果等。
重量法是测定金属腐蚀速度的基础方法，学习掌握这一方法是十分必要的。
但是，应当指出，重量法也有其局限性和不足。
首先，它只考虑均匀腐蚀的情况，而不考虑腐蚀的不均匀性；其次，对于失重法很难将腐蚀产物完全除去而不基体金属，往往由此造成误差，对于晶间腐蚀的情况，由于腐蚀产物残留在样品中不能除去，如果用重量法测定基腐蚀速度，肯定不能说明实际情况，另外对于重量法要想做出K-t曲线往往需要大量的样品和冗长的试验周期。
第一章 金属腐蚀的基本原理
O2+4H++4e→2H2O
氧化性的金属离子，产生于局部区域，虽然较少见，但能 引起严重的局部腐蚀。 一种是金属离子直接还原成金属，称为沉积反应，如锌 在硫酸铜中的反应 Zn+Cu2+→Zn2++Cu↓ 阴极反应 Cu2++2e→Cu↓ 另一种是还原成较低价态的金属离子，如锌在三氯化铁 溶液中的反应 Zn+2Fe3+→Zn2+2Fe2+ 阴极反应 Fe3++e→Fe2+
1、什么是原电池？举例说明并阐述工作机理。
原电池（丹尼尔电池） 是利用两个电极的电极 电势的不同，产生电势差， 从而使电子流动，产生电流。 又称非蓄电池，是电化学电 池的一种。其电化学反应不 能逆转，即是只能将化学能 转换为电能。简单说就即是 不能重新储存电力，与蓄电 池相对。需要注意的是，非 氧化还原反应也可以设计成 原电池。
试验表明，70%的硝酸可使铁表面形成保护膜，使它在后来 不溶于35%的硝酸中，但当表面膜一旦被擦伤，立即失去保护作 用，金属失去钝性。此外，如果铁不经70%的硝酸处理，则会受 到35%硝酸的强烈腐蚀。 当金属发生钝化现象之后，它的腐蚀速度几乎可降低为原 来的1/106～1/103，然而钝化状态一般相当不稳定，像上述试验 中擦伤一下膜就受到损坏。因此，钝态虽然提供了一种极好的 减轻腐蚀的机会，但由于钝态较易转变为活态，所以必须慎重 使用。
船舶腐蚀防护措施
船舶的防护直接关系到船舶的使用寿命和航行安全。船舶 的防护包括合理选材、合理设计结构、表面保护（涂层保护、 金属喷涂层、金属包覆层、衬里）、阴极保护等。船体防护系 统是保护船体免受腐蚀侵害的系统，主要有两大系统组成：防 腐蚀涂漆系统和外加电流或牺牲阳极的阴极保护系统。 1．防腐蚀涂料技术
(完整版)修订版材料腐蚀与防护(修订版)
第一章绪论重点1. 金属的腐蚀:：金属腐蚀后失去其金属特性，往往变成更稳定的化合物。
金属腐蚀是普遍存在的一种自然规律，是不可避免的自然现象。
2. 均匀腐蚀速度的评定重量法g/(m2•h)深度法mm/ a容量法电流密度法目录P9 腐蚀的定义P10-11 腐蚀的过程及特点P13 腐蚀的危害P18-20 腐蚀的防护方法：隔离控制、热力学控制、动力学控制P29-30 按腐蚀机理分类：化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀P31-38 按腐蚀形态分类：全面腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀P39 按材料类型分类：金属材料、非金属材料P41 腐蚀速度的评定P42-49 均匀腐蚀的评定：重量法、深度法、容量法、电流密度表征法第二章金属腐蚀电化学理论基础重点1. 电极系统：一个有电子导体相和离子导体相组成的，有电荷通过相界面在两个相之间转移的系统。
2. 电极反应：在电极系统中伴随着两个非同类导体之间的电荷转移而在两相界面上发生的化学反应。
3. 阳极反应：从还原体的体系向氧化体的体系转化（失电子）阴极反应：从氧化体的体系向还原体的体系转化（得电子）4. 绝对电极电位：金属电极板浸入其盐溶液中，电子导体相（金属）与离子导体相之间的内电位差称为电极系统的绝对电极电位，用Φ表示。
相对电极电位：研究电极与参比电极组成的原电池电动势称为该电极的相对（电极）电位，用E表示。
5. 双电层结构：金属极板表面上带有过剩负电荷；溶液中等量正电荷的金属离子受负电荷吸引，较多地集中在金属极板附近，形成所谓双电层结构。
6. 原电池与腐蚀电池的区别：原电池将化学能转化为电能，对外界做实际有用功，都十点吃由化学能转换为热能，做的实际有用功为0，，即腐蚀电池只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。
7. 化学位，单位摩尔数的物质M加入到相P所引起的吉布斯自由能的变量电化学位：将单位摩尔的正离子Mn+移入相P时，引起的吉布斯自由能变化8. 平衡绝对电极电位的计算9. 相对电极电位和电动势10. 标准电位E⦵：电极反应的各组分活度(或分压)都为1，温度为25o C时，压力为1 atm 时的平衡电位Ee等于E⦵，E⦵称为标准电位。
金属铜的腐蚀
❖ 结论：SO二 和NaCl 均可加速铜的大气腐蚀 速率,单独而言SO二 对铜腐蚀影响更大
❖ NaCl 和SO二会使腐蚀过程多样化,腐蚀产物 的多样化,两者同时存在时腐蚀更严重
腐蚀形貌图样
防护措施
❖ 由于金属是在一定的条件下使用的,因此 材料结构 形状、大气环境不可改变,因此防护方法主要从铜表
大气环境污染对金属的腐蚀 影响及控制方法
班级：0八0一二四
成员：学号0一~一0
金属腐蚀因素
❖ 除温度、介质浓度、温度变化外,气 体、微粒对铜腐蚀也有影响,此仅讨论 NaCl和SO二对Cu的腐蚀影响及其控制 方法
铜性能简介
❖ 铜具有优良的性能,如导电性、导 热性、耐蚀性,可用做管道、电刷,医 学上可用于抗癌
影响电位分布
❖ 开尔文探针技术：随着相对湿度的增加以及 暴露时间的延长,氯化钠沉降区电位下降,靠近 盐粒沉降区域周围的电位高,远离盐粒沉降区 域的电位则相对更高一点,即沉降区表现为阳 极,更容易引发腐蚀,局部腐蚀
❖ 盐浓差,氧浓差
❖ 铜暴露在大气环境下,先生成CuO和Cu二O ,甚 至更复杂,氧化物附着在铜表面形成一层氧化 膜
❖ 事实上在相对湿度低于七五%,也可以形成 NaCl电解液
❖ 原因：毛细凝聚效应
❖ 毛细凝聚效应：盐粒和金属表面之间存在缝 隙,缝隙促使大气环境中水分以毛细效应吸附 在盐粒和金属表面形成的缝隙中并部分溶解 氯化钠,使得氯化钠在相对低的湿度条件下仍 然可以参与铜的大气腐蚀过程
❖ 结论：相对湿度越大,铜腐蚀更严重
面入手
❖ 合金化：掺入Si、Gr、Al、Mn等其他元素形 成合金,表面氧化成膜
❖ 表面涂镀：在铜表面通过表面工程技术添加 防护镀层,可隔离金属与环境之间的接触,延长 铜寿使用寿命,如：陶瓷、Leabharlann 漆涂层❖ 适当的热处理工艺
含盐环境对金属的腐蚀
一、钢铁在含盐环境中的腐蚀原理这是电化学腐蚀当中一个比较典型的例子。
钢铁在潮湿的空气中表面会形成一薄层水膜，水膜又溶解有来自大气中的二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、等气体，使水膜中含有一定量的氢离子，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好构成了原电池。
由于在腐蚀过程中不断有氢气放出，所以叫做析氢腐蚀，这是在酸性环境中引起的腐蚀。
在一般情况下，如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气，此时就会发生吸氧腐蚀。
在这两种电化学腐蚀过程中，如果当中存在盐，就会使电子在溶液当中的移动速度加快，起了导电的作用，从而能够加快钢铁的腐蚀速度。
二、海水腐蚀海水是含盐浓度极高的天然电解质溶液,金属结构部件在海水中的腐蚀情况,除一般电化学腐蚀外,还有其特殊性.(1)氯离子是具有极强腐蚀活性的离子,以致使碳钢,铸铁,合金钢等材料的表面钝化失去作用,甚至对高镍铬不锈钢的表面钝化状态,也会造成严重腐蚀破坏.(2)金属结构部件表面海生生物的生长(如船舷的水下部分)能严重破坏原物体的保护层 (如油漆)使构件受到腐蚀破坏,同时海生生物的代谢产物(含有硫化物)使金属构件的腐蚀环境进一步恶化,导致了腐蚀作用的加剧.钛,锆,铌,钽是一类很好的耐海水腐蚀材料,但价格昂贵,使用受到一定的限制.三、常见的局部腐蚀材料及设备是一个协作运作的整体,某一区域的局部破坏将导致整个设备的运行故障,甚至造成整个设备的报废,特别是飞机,海轮,海上钻井平台机械等,由于局部破坏会造成不堪设想的后果,因此,局部腐蚀是最危险的一类腐蚀,务必引起工程技术人员的密切关注.常见的局部腐蚀有以下几种:(1)电偶腐蚀异种金属在同一电解质中接触,由于金属各自的电势不等构成腐蚀电池,使电势较低的金属首先被腐蚀破坏的过程,称接触腐蚀或双金属腐蚀.例如,某一铁制容器以镀锡保护,表层的锡被擦伤后造成Sn-Fe原电池的破坏,其中(Fe2+/Fe3+)较低,铁为阳极,受到损坏,以致穿孔,使整个设备损坏.因此,在这种条件下表面一旦损坏必须立即采取措施 (修补涂层)以防造成严重后果.(2)小孔腐蚀在金属表面的局部区域,出现向深处发展的腐蚀小孔,其余地区不腐蚀或腐蚀很轻微,这种腐蚀形态称为小孔腐蚀,简称孔蚀或点蚀.在空气中能发生钝化的金属(合金),如不锈钢,铝和铝合金等在含氯离子的介质中,经常发生孔蚀.碳钢在含氯离子的水中亦会出现孔蚀的情况.(3)缝隙腐蚀金属部件在介质中,由于金属与金属或金属与非金属之间形成特别小的缝隙(宽度在~ mm之间),使缝隙内介质处于滞流状态,引起缝内金属的腐蚀,称为缝隙腐蚀.开始时,吸氧腐蚀在缝隙内外均进行.因滞流,缝内消耗的氧难以得到补充,缝内,外构成了宏观氧浓差电池,缝内缺氧为阳极,缝外富氧为阴极.随着蚀坑的深化,扩展,腐蚀力口速进行.(4)选择性腐蚀合金在腐蚀过程中,腐蚀介质不是按合金的比例侵蚀,而是发生了其中某成分(一般为电势较低的成分)的选择性溶解,使合金的组织和性能恶化,这种腐蚀称为选择性腐蚀.如黄铜(30%Zn和70%Cu组成)的脱锌腐蚀等.四、总结海水中含有各种盐分，平均每1000克海水中含35克盐。
2019最新09化工腐蚀与防护 第二章 金属电化学腐蚀基本理论化学
电位—pH平衡图
什么是电位—pH平衡图
以电位E为纵坐标，pH为横坐标，对金属—水体系中每 一种可能的化学反应或电化学反应，在取定溶液中金 属离子活度的条件下，将其平衡关系表示在图上，这 样金属—水体系中大量而复杂的均相和非均相化学反 应与电化学反应的平衡关系，便简单明了地图示在一 个很小的平面上，使我们能一目了然地对体系中的各 种平衡关系得到一个总的轮廓。这种图叫做“电位— pH 平 衡 图 ” ， 亦 称 为 理 论 电 位 —pH 图 ， 又 称 为 Pourbaix图 。
= ∆Go-2.3X6RTPH-2.3x2RTlgGFe3+=0
得lgaFe3+= ∆Go/(+6RT)-3PH=0.723-3PH
对取定的aFe3+,是一条垂直线
(2)无H+参与的电极反应
E
例:
Fe=Fe2++2e
Ee=Eo+RT/2FlnaFe2+=Eo+2.3RT/2FlgaFe2+
=-0.44+0.0295lgaFe2+
将偏离平衡电位。 *因为金属腐蚀要进行电极反应必然偏离平衡， 故非平衡电位的讨论十分重要。
电极电位
平衡电极电位 能斯特方程
气体的平衡电极电位
标准状态：温度298 K， 氢离子活度为1，氢压 101325 Pa
非平衡电极电位
不能用Nernst方程计算电极电位，实验测定
电化学腐蚀倾向的判断
将电极反应一般式写成 aR = bO + ne
平衡电位的计算公式是
Ee (R / O)
E0
RT nF
Ln [O]a [R]b
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【金属的电化学腐蚀与防护】教学设计 课题 金属的电化学腐蚀与防护 课型 新知识 授课人 授课班级 教材分析 人教版高中《化学（选修4）》第四章第四节《金属的电化学腐蚀与防护》是化学反应与能量变化专题的内容，在原电池之后学习此内容，体现了金属的腐蚀实际上是原电池原理的应用，是理论知识付诸于实践的典型，提高学生学习知识的积极性。让学生了解金属腐蚀的原理，学习防腐方法，培养学生保护资源的意识。 从教材结构上来看，本节处于该章的最后一节，在学习了原电池原理及电解
池原理的基础上展开，介绍了金属腐蚀造成的严重危害、电化学腐蚀的原理及防止金属腐蚀的几种方法，重点是掌握金属电化学腐蚀（析氢腐蚀和吸氧腐蚀）的本质（金属表面形成了微型原电池），同时指出，人们根据对金属电化学腐蚀本质的认识，发现了防护金属电化学腐蚀的方法，并具体地介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法,不但运用原电池原理(牺牲阳极的阴极保护法)，也再次运用了电解原理(外加电流的阴极保护法),加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。本节内容是本章理论知识的实际应用，有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
学情分析
学生对金属的腐蚀有一定的认识，包括它的产生和防治，生活中对金属腐蚀的
危害也有所见闻，而对金属腐蚀及防腐的原理不太清楚，学生了解了铁的腐蚀是氧气和水共同作用的结果，并且学习了原电池原理，再此基础上学习比较容易接受。 教学目标 选修模块要求
《课程标准》要求 《模块学习要求》 能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。 1、了解金属腐蚀带来的危害，认识防止金属腐蚀的重要意义。 2、了解化学腐蚀和电化学腐蚀的涵义，理解电化学腐蚀发生的条件，能解释金属发生电化学腐蚀的原因。 3、认识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。 4、通过实验探究防止金属腐蚀的措施，了解常见的防止金属腐蚀的方法及其原理。 【知识与技能】 1、了解化学腐蚀及电化学腐蚀的含义，理解电化学腐蚀发生的条件。 2、了解常见的防止金属腐蚀的方法，并能解释其中的原因。
【过程与方法】 1、通过多种方式了解金属腐蚀带来的危害，认识防止金属腐蚀的重要意义2、通过实验探究铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀的区别，并认识不同腐蚀发生的条件。 【情感态度与价值观】 1、通过金属腐蚀与生产、生活实际相联系的内容,增强学生学习兴趣。
2、学会用用化学的视角审视生活、生产中的化学问题。 教学重点 金属的电化学腐蚀原理及金属的电化学防护方法
教学难点 铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀的条件 教学过程 过 程 设 计 教师活动 学生活动设计 教学设计意图 数据链接：我国作为世界上钢铁产量最多的国家，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：3000亿元。 面对这样惊人的数据，大家有没有想过，铁怎么被腐蚀？ 交流讨论：根据以前你所学的知识，谈谈你对金属腐蚀有何认识？ 金属腐蚀与电化学腐蚀的区别是什么，请从表格中的几个方面进行概念比较。 讨论，铁会与空气中的氧气和水蒸汽共同作用生成铁锈。 金属腐蚀可分为：化学腐蚀和电化学腐蚀； 化学腐蚀的概念：金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。 从数据方面让学生体会钢铁腐蚀造成的经济损失，从而引起学生的共鸣，了解学习钢铁腐蚀的意义。并且让学生回顾初中所学知识。
用交流讨论的形式回顾前面所学知识，联想金属的分类和概念，为后面比较 两种腐蚀作铺垫。
介绍电化学腐蚀时与前面所学原电池的条件相结合，说明判断电化学的依据是看是否具备构成原电池的条件。 下面我们通过实验来探究电化学腐蚀的条件和过程。 活动与探究：按照教科书中的实验4—3的装置设计实验，同时增补两组实验，分别标号实验1,2,3，按图4-17另备两套同样装置，其中一套只装一干燥的无锈铁钉，另一套只装少量盐水，几分钟后再比较三个装置中的现象有何不同，这样更有利于说明金属发生电化学腐蚀的条件。 观察实验后，与学生一起讨论以下问题： （1）金属腐蚀的本质是什么？ （2）金属的电化学腐蚀与化学腐蚀有何不同？（从反应条件和反应原理上加以说明，并由此介绍金属电化学腐蚀的两种过程——析氢腐蚀和吸氧腐蚀） 电化学腐蚀：不纯金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化。 观察实验现象，思考并分析出现这些现象的原因。 分析：1号实验中的玻璃管内出现高出外部水面的液柱。说明1号中的具支试管内气体减少。 装置中也形成了原电池，氧气所发生的反应有点类似于氢氧燃料电池的反应。 负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 总反应：2Fe+ O2+2H2O 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 与非金属 与电解质溶液 现象 无电流 有电流 本质 失电子 失电子 联系 同时发生，电化学腐蚀普遍 对两个概念进行比较，更有利于学生对概念的理解，比较出两个概念的差异和联系。 培养学生分析实验现象的能力，能利用所学知识解释产生的现象，使所学知识得以应用。 用科学事实说话，亲身体验实验的乐趣，不迷信老师。
根据问题的设置，引导学生的思路。问题层层递进，使学生依据问题，逐步掌握细节问题。 采用问题设置的形式给学生提供指明灯，使学生在轻松的回答中不知不觉掌握知识。 教师讲解：当钢铁处于酸性气氛中时，易发生析氢反应。 而在中性与碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。 （3）为什么说金属的电化学腐蚀比化学腐蚀的危害程度更大？（电化学腐蚀现象更具有普遍性，并且电化学腐蚀更快） 鉴于金属发生腐蚀的原因，从生活经验出发，可以从哪些方面设想解决问题的思路？ 师：还有一种重要的方法，电化学防护法——即牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。这是本节教学的重点=2Fe(OH)2 负极：Fe - 2e- = Fe2+ 正极：2H++ 2e- =H2↑ 总反应：Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑ （1）直接隔离。即可选用适当的材料使金属与空气或其他腐蚀性试剂隔离开，以阻止金属的腐蚀。 给金属穿上“防护服”。 涂漆——如在钢铁表面涂防锈油漆； 热镀——加热锌或锡等耐腐蚀性能较强的金属，使其均匀覆盖于钢铁表面； 电镀——在钢铁表面形成锌或铬等耐腐蚀性较强的金属镀层； 喷涂有机或无机涂层材料等。 内容之一。 首先来看牺牲阳极的阴极保护法。 在被保护的金属中添加比它更活泼的金属，两者构成原电池，被保护金属做阴极，则阳极金属被消耗，而阴极金属不被腐蚀。 再来看第二种：外加电流的阴极保护法。 【科学探究】 教材87页，按图4—21连接好装置。这个实验的目的是 猜想牺牲阳极的阴极保护法的原理。
根据示意图分析防护原理。 分析外加电流的阴极保护法的防护原理。 抛出问题，使学生根据问题去学习，培养学生自学能力，同时也培养了学生归纳信息的能力。
掌握电化学防护法的原理和实际应用。 验证牺牲阳极的阴极保护法。实验中以Zn片作阳极，Fe片作阴极，以经过酸化的NaCl溶液作电解液。在这种条件下，Zn片与Fe片构成了原电池的两个电极，发生如下电极反应：
阳极：Zn-2e- == Zn2+ 阴极：2H++2e- == H2↑ H+来自H2O的电离，为了加大H2O中c(H+)，故在NaCl溶液中加入了少量酸液。
学以致用; 交流与讨论： 1、相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。
2、1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。
3、用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。
4、当化工厂排出的废气为酸性时，工厂附近的铁制品容易生锈。
布置作业：【实践活动】 小组进行社会调查活动，然后进行交流。相关专题可以是：1. 在当地，金属腐蚀的现状及其危害；2. 在当地，人们对金属腐蚀的严重性和危害性
认真观察实验现象，验证 牺牲阳极的阴极保护法。 在实验现象上，可以看到电压计指针有偏移，Fe电极上有气泡产生，但往Fe电极附近滴入K3［Fe(CN) 6］溶液，溶液不变蓝色。即溶液中不存在Fe2+，证明Fe未被腐蚀 1、海水中含有较多的盐类物质，电化学腐蚀更易进行。 2、在较高温度下，腐蚀更易进行。 3、构成原电池，铁为原电池的负极。 4、铁制品在酸性条件下更易腐蚀。 通过实验，验证牺牲阳极的阴极保护法。
利用所学知识和经验来解决生活中遇见的问题，使学生所学知识得以应用，从而提高学生学习知识的兴趣。 将知识运用于实践，培养学生解决问题的能力。 的认识程度； 板书设计： 第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护
1、金属腐蚀 2、电化学腐蚀的条件 3、化学腐蚀的防护方法 习题 一、学习目标分析
（一）学习目标确定的依据
选修模块要求 《课程标准》要求 《模块学习要求》 能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。 1、了解金属腐蚀带来的危害，认识防止金属腐蚀的重要意义。 2、了解化学腐蚀和电化学腐蚀的涵义，理解电化学腐蚀发生的条件，能解释金属发生电化学腐蚀的原因。 3、认识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。 4、通过实验探究防止金属腐蚀的措施，了解常见的防止金属腐蚀的方法及其原理。
（二）学习目标 1．知识与技能目标 （1）知道金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）。
化学腐蚀 电化学腐蚀