第四节 金属的电化学腐蚀与防护
内容解读
1.了解金属腐蚀的危害及金属腐蚀的本质原因；
2.了解金属腐蚀的种类，发生腐蚀的反应式的书写；
3.掌握金属防护的方法。
4.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。
【预习提纲】
一、金属的电化学腐蚀
1、金属的腐蚀是金属与周围的气体或者液体物质发生 而引起损耗的现象。
一般可分为 腐蚀和 腐蚀。
化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体（如 、 、 等）或非电解质液体
（如 ）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
如：钢管被原油中的 腐蚀，温度越高，化学腐蚀越 。
电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时。会发生 反应， 的金属失去电子而被 。如 在潮湿的空气中生锈。
两种腐蚀往往 发生，但 腐蚀更普遍，速度更快，危害更严重。
化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点：
电化腐蚀
化学腐蚀
条件
不纯金属或合金与 接触
与 直接接触
有无电
流产生
有
无
本质
较活泼的金属被氧化
金属被氧化
3、电化学腐蚀 (以钢铁为例)
（1）析氢腐蚀 (酸性较强的溶液)
负极: 正极:
总方程式：
（2） 吸氧腐蚀 (中性或弱酸性溶液)
负极: 正极:
总方程式：
离子方程式：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2
Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用：
铁锈的主要成分是 ， 阻止钢铁继续腐蚀。（能、不能）
4、影响金属腐蚀快慢的因素
本性：（1）金属的活动性：金属越 ，越容易被腐蚀
（2）纯度：不纯的金属比纯金属更 腐蚀，如纯铁比钢 腐蚀。（难、易）
电化学腐蚀：两电极活动性差别越大，氧化还原反应速率越 ，活泼金属被腐蚀越快。
（3）氧化膜：如果金属被氧化形成致密的氧化膜，那么会保护内层金属，如 、
如果金属被氧化形成疏松的氧化膜，那么不会保护内层金属，如
外因：介质：环境（腐蚀性气体，电解质溶液）
二、金属的防护
（1）覆盖保护膜（涂油漆，电镀，钝化等）
（2）改变金属的内部结构（钢→不锈钢，在钢中加入镍和铬）
（3）牺牲阳极阴极保护法（较活泼金属作 极，钢铁作 极被保护）
（4）外加电流阴极保护法（外加电流，使钢铁被迫成为 极受保护）
二、负；正；阴；
【典型例题】
【例1】下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是 ( )
???????
A．④>②>①>③????B．②>①>③>④ ?? C．④>②>③>①???D．③>②>④>①
【例2】下列有关金属腐蚀的说法中正确的是（ ）
①金属的腐蚀全部是氧化还原反应?②金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化腐蚀，只有电化腐蚀才是氧化还原反应，③因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化腐蚀以析氢腐蚀为主。④无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化 A.①③?????? ? B.②③?? ???C.①④??? ??D.①③④
【例3】下列叙述与电化学腐蚀无关的是（ ）
A.切过咸菜的菜刀不及时清洗易生锈
B.线路连接时有经验的电工从不把铝线和铜线接在一起
C.银质奖章久置后表面逐渐变暗
D.生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈
E.黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿
【同步训练】
1．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是( )
A．2H++2e－====H2 B．Fe2++2e－====Fe
C．2H2O+O2+4e－====4OH－ D．Fe3++e－====Fe2+
2、下列各变化中属于原电池反应的是（ ）
A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化
C．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层
D．浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜
3．保护地下钢管不受腐蚀，可使它与（ ）
A.直流电源负极相连 B. 铜板相连 C. 锌板相连 D. 直流电源正极相连
4．表面镀有保护金属层的铁片，当镀层有破损时比普通铁片更易腐蚀的是（ ）
A．白铁（镀锌铁） ?B．马口铁（镀锡铁） ? C．镀镍铁?? D．镀铜铁
5. 家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是（ ）
A. 4 Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 B. 2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2
C. 2H2O+O2+4e-===4OH- D. Fe -3e－====Fe 3+
6、下列事实不能用电化学原理解释的是（ ）
A．铝片不需要特殊的保护方法 B．炒过菜的铁锅未清洗易生锈
C．轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌 D．镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀
7.表层破坏的镀锌铁件发生腐蚀的化学反应为2H2O+O2+2Zn===2Zn(OH)2，正极上发生的电极反应是( )
A.2H++2e-===H2↑ B.Zn-2e-===Zn2+
C.2H2O+O2+4e-===4OH- D.Fe-2e-===Fe2+
8．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象描述不正确的是 （ ）
A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降
B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
9．如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）铁钉在逐渐生绣。
（2）若试管内液面上升，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，发生的电极反应：
正极： 。
【同步测试】
1．下列叙述的方法不正确的是（ ）
A．金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍 B．用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀
C．钢铁在干燥空气中不易被腐蚀 D．用牺牲锌块的方法来保护船身
2．建筑用的钢材在出厂之前都．要经过发蓝处理，使其表面生成一层四氧化三铁，其目的是（ ）
A．增加钢材的硬度 B．增强钢材的抗腐蚀能力
C．使钢材美观 D．增加钢材的韧性
3．化学用语是学习化学重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中正确的是（ ）
A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl－ －2e－= Cl2 ↑
B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH－
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu －2e－ == Cu2+
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe－2e－ == Fe2+
4．下列叙述不正确的是（ ）
A．锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率
B．白铁（镀锌铁）镀层破损后，先被腐蚀的是铁
C．钢铁表面常易锈蚀生成Fe 2O3·nH2O
D．金属的腐蚀主要是电化学腐蚀
5．在钢铁腐蚀过程中，下列五种变化可能发生的是（ ）
①Fe2+转化为Fe3+ ②O2被还原③产生H2 ④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·xH2O ⑤杂质碳被氧化
A. 只①② B.只②③④ C.①②③④ D.①②③④⑤
6．为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采取如右图所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用（ ）
A.铜 B.钠 C.锌 D.石墨
7. 埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下，被腐蚀的速度最慢的是（ ）
A.在潮湿疏松透气的土壤中 B.在干燥致密不透气的土壤中
C.在含铁元素较多的酸性土壤中 D.在含碳粒较多，潮湿透气的土壤中
8. 大雪后使用融雪盐来清除道路积雪。过去常用氯化钠等无机盐，降低冰雪的冰点，而现在往往用环保型有机盐与缓蚀剂，但它们的融雪原理相同。下列叙述不正确的是（ ）
A．环保型有机盐与缓蚀剂的融雪原理为盐溶于水后，使冰雪的冰点降低
B．使用环保型融雪盐可以减缓对路面和桥梁中钢筋的腐蚀
C．使用环保型融雪盐可以减少对植物的危害
D．使用环保型融雪盐主要是给植物补充养分
第四章第四节 金属的电化学腐蚀与防护
预习提纲
一、1、氧化还原；化学与电化学；O2、Cl2、SO2；石油；含硫化合物；越快；原电池反应；比较活泼；氧化；钢铁；同时；电化学；2、电解质溶液；非电解质；3、Fe－2e-＝Fe2+；2H+＋2e-＝H2↑；Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑；2Fe－4e-＝2Fe2+；O2+2H2O+4e=4OH-；2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2；4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；Fe2O3·x H2O；不能；4、活泼； 易；难；快；Al2O3；Fe2O3；二、负；正；阴；例1、A；例2、C；例3、C
同步训练
1、C；2、B；3、AB；4、BD；5、D；6、A ；7、C；8、B；
9、（2）吸氧；2Fe-4e- = 2Fe2+ O2+2H2O+4e=4OH-
（3）较强的酸性2H+ + 2e - = H2↑
同步测试
1、B；2、B；3、A；4、B；5、C；6、C；7、B ；8、B；
第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护课下30分钟演练
一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1．下列说法正确的是( )
A．金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程
B．合金都比纯金属易被腐蚀
C．将金属与外加直流电源的负极相连，而将正极接到废铁上，可以防止金属被腐蚀
D．镀锌铁比镀锡铁更容易被腐蚀
解析：金属腐蚀就是金属原子失去电子被氧化的过程，故A错；铁中加入镍比纯铁耐腐蚀，故B错；C项应用的是牺牲阳极的阴极保护法，故正确；镀锌铁破损后，Zn作负极，Fe仍受保护，而镀锡铁破损后，铁作负极，被腐蚀，所以D项错。
答案：C
2．下列叙述不正确的是( )
A．铁表面镀锌，铁作阳极
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：
2Cl－－2e－===Cl2↑[
解析：选项A，铁作阳极会溶解，铁应该作阴极。选项B，Zn的活动性比Fe强，Zn失去电子而保护了船体。选项C，钢铁吸氧腐蚀时，O2在正极获得电子。选项D，Cl－的失电子能力大于OH－，电解饱和食盐水时，Cl－在阳极失去电子变为Cl2。
答案：A
3．(2012·沈阳高二检测)为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是( )
A．在精密机床的铁床上安装铜螺钉
B．在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中
C．在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里
D．在电动输油管的铸铁管上接直流电源的正极
解析：A、B中形成的原电池都是铁作负极，加速钢铁腐蚀；D中铸铁管作阳极，加速腐蚀；C中锌比铁活泼，铁作正极，故选C。
答案：C
4．[双选题]铁钉与碳棒用导线连接后，同时浸入0.01 mol·L－1的NaCl溶液中，可能发生的反应是( )
A．碳棒上放出氯气
B．碳棒附近产生OH－
C．碳棒上放出氧气
D．铁钉被氧化
解析：铁钉和碳棒用导线连接后，同时浸入NaCl溶液中，实质上是形成了原电池，据原电池工作原理，Fe比C活泼，因此铁被氧化；而NaCl溶液呈中性，铁在中性溶液中发生吸氧腐蚀，碳棒为正极，在碳棒上发生了还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
答案：BD
5．钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。下列说法正确的是( )
A．反应①②中电子转移数目相等
B．反应①中氧化剂是氧气和水
C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
解析：反应①中水既不是氧化剂，也不是还原剂，B项错。选项C中钢质(主要成分是Fe)水管与铜质(主要成分是Cu)水龙头构成原电池，较活泼的钢质水管腐蚀速率加快，C项错。钢铁可认为是铁碳合金，在潮湿的空气中构成了原电池，易发生电化学腐蚀而使铁生锈。
答案：A
6．如图，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )
A．②①③④ B．④③①②
C．④②①③ D．③②④①
解析：②③④实质均为原电池装置。③中Fe为正极被保护；②④中Fe为负极，均被腐蚀，但相对来说，Fe和Cu的金属活动性的差别比Fe和Sn的大，故Fe－ Cu原电池中Fe被腐蚀得快；①中因铁不纯而发生微电池反应。
答案：C
7．(2011·浙江高考)将 NaCl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是 ( )
A．液滴中的 Cl－由 a 区向 b 区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．液滴下的 Fe 因发生还原反应而被腐蚀，生成的 Fe2＋由 a 区向 b 区迁移，与 b 区的OH－形成 Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加 NaCl 溶液，则负极发生的电极反应为：
Cu－2e－===Cu2＋
解析：本题考查金属的腐蚀，意在考查考生运用电化学原理分析金属腐蚀过程的能力。铁板为铁和碳的合金，滴入 NaCl 溶液，形成原电池，显然 a 区为负极，溶液中 Cl－由 b区向a区迁移，A错；液滴边缘为正极区，溶解在溶液中的 O2 放电，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B 对；液滴下的 Fe 因发生氧化反应而被腐蚀，C 错；改用嵌有铜螺丝钉的铁板，则铁为负极，D 错。
答案：B
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
8．(9分)(2012·徐州模拟)钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。
(1)抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为：________________________。
(2)利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。
①若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于________处。
②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为____________________。
解析：(1)铁锈的主要成份是Fe2O3，与盐酸反应生成Fe3＋，Fe3＋会与Fe反应生成
Fe2＋。
(2)若X为碳棒，则需将Fe件接电源的负极，即开关K置于N处。
若X为Zn，则Zn－Fe－海水构成原电池，其中Zn作负极，Fe作正极。此方法称为牺牲阳极的阴极保护法。
答案：(1)2FeCl3＋Fe===3FeCl2
(2)①N
②牺牲阳极的阴极保护法(或牺牲阳极保护法)
9．(10分)钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为_____________________。
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用____________。
A．铜 B．钠
C．锌 D．石墨
(3)下图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。
解析：(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失去电子，正极上O2得到电子。
(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如Zn，就可由Zn失去电子，Zn被溶解，而Fe被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。
(3)乙属于外加电流的保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极上。
答案：(1)负极：2Fe－4e－===2Fe2＋
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)C (3)负
10．(10分)钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题。[
(1)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀________。
(2)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置如图所示：
请回答：
A电极对应的金属是________(写元素符号)，B电极的电极反应是__________________。
解析：(1)装置A、C均形成原电池，铁棒发生吸氧腐蚀；装置B为原电池，Zn被腐蚀，Fe受保护；装置D为电解池，Cu被腐蚀，Fe受保护。
(2)在铁件上镀铜时，Cu作阳极(A极)，铁作阴极(B极)，因此B电极的反应为Cu2＋＋2e－===Cu。
答案：(1)BD (2)Cu Cu2＋＋2e－===Cu
11．(10分)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如下图所示：
(1)A中反应的离子方程式是_________________________________________________。
(2)B中Sn极的电极反应式为_________________________________________________，
Sn极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)C中被腐蚀的金属是________，总反应的离子方程式是__________________，比较A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是__________________________________。
解析：铁在不同的情况下腐蚀的速率不同。作原电池的负极时易被腐蚀，作原电池的正极时受到保护不被腐蚀。
答案：(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)H＋＋2e－===H2↑ 增大
(3)Zn Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ B＞A＞C
课件44张PPT。 (1)原电池中，较活泼的金属 电子，发生 反应，而使金属被氧化。如Zn－Cu－稀H2SO4原电池中，被氧化的金属为 ，被保护的金属为 。失去氧化ZnCu (2)电解池中，若阳极不是惰性电极，则阳极金属 电子，发生 反应，引起阳极金属不断损耗，而阴极金属受到保护。如图所示：失去氧化被氧化的金属为 ，被保护的金属为 。CuFe 一、金属的腐蚀
1．概念
金属或合金与周围接触到的 进行
而腐蚀损耗的过程。
2．本质
金属原子 电子变为 离子，金属发生
反应。气体或液体化学反应失去阳氧化 3．分类
(1)化学腐蚀：
金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
(2)电化学腐蚀：
不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化。(2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较：酸性较强中性酸性很弱2H＋＋2e－=== H2↑Fe＋2H＋=== Fe2＋＋H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2 二、金属的防护
1．金属的电化学防护
(1)牺牲阳极的阴极保护法：
应用 原理，让被保护金属作 极，另找一种活泼性较强的金属作 极。
如图所示：原电池正负 (2)外加电源的阴极保护法：
利用 原理，把被保护的钢铁设备作为 极，用惰性电极作为辅助 极，在电解质溶液里，接外加
。
如图所示：电解阴直流电源阳 2．改变金属的内部组织结构
制成防腐合金。如不锈钢。
3．加保护层
如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或使表面钝化等。1．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应
是 ( )
A．2H＋＋2e－===H2↑
B．Fe2＋＋2e－===Fe
C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－
D．Fe3＋＋e－===Fe2＋分析：钢铁发生吸氧腐蚀时，
负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，
正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
答案：C分析：钢铁发生吸氧腐蚀时，Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，C作正极，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，因此O2被还原，由于产生OH－，故溶液中c(OH－)增大；钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，均是Fe被氧化。
答案：C3．相同材质的铁在图中四种情况下最不易被腐蚀
的是 ( )分析：A、D两项中易发生析氢腐蚀；B项中易发生吸氧腐蚀。
答案：C4．用“短线”将下列金属的防护方法连线。
(1)加保护层 A．钢闸门与直流电 源负极相连
(2)牺牲阳极阴极保护法 B．电线外面包塑料法
(3)外加电源的阴极保护法 C．普通钢制镍铬钢
(4)改变内部结构 D．轮船外壳装上锌块
答案：(1)－B (2)－D (3)－A (4)－C5．思考讨论：结合金属腐蚀的本质，分析金属防护的本
质是什么？在电化学防护中是如何做的？
答案：金属腐蚀的本质是金属被氧化剂氧化变成金属阳离子，因此金属防护的本质是避免金属接触氧化剂，或采取措施使金属不被氧化。在电化学防护中使被保护的金属作原电池的正极或电解池的阴极，不参与电极反应，从而不被氧化。 [例1] 下列有关金属腐蚀的说法中正确的是( )
A．金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程
B．电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程 C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈
D．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生 [解析] 金属腐蚀的本质，主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，所以A错误；电化学腐蚀指不纯金属发生原电池反应而损耗的过程，不需要外加电流，所以B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，而不是负极吸收氧气，所以C错误；只有选项D正确。
[答案] D金属腐蚀类型的判断方法
(1)根据是否发生原电池反应来判断。
发生原电池反应引起的金属腐蚀，属于电化学腐蚀，否则属于化学腐蚀。 (2)根据金属的活动性及电解质溶液的酸性判断，位于金属活动性顺序中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀；金属活动性顺序氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。 1．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。
(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。 (3)无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的金属腐蚀>牺牲阳极的阴极金属的腐蚀>有外接电源的阴极金属腐蚀。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。2．金属的防护措施 [例2] 下列有关金属的保护方法的说法中正确的是 ( )
A．常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B．白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀速率很慢 C．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法
D．钢铁制造的暖气管道外常涂有一些沥青，这是钢铁的电化学保护法 [解析] A项中涂层破损后，铁直接暴露在空气中，因而搪瓷层不能对破损部分进行保护；B项中镀层破损后由于锌的金属性比铁强，和铁构成原电池，锌作负极，保护铁不被腐蚀；C选项应是牺牲阳极的阴极保护法；D项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。
[答案] B 电镀、喷镀、涂油漆、涂油脂或涂沥青是在金属表面覆盖防护层的防护措施，不属于电化学防护措施。常说的电化学保护法有牺牲阳极的阴极保护法和外加电源的阴极保护法，应用时注意区分，不能混淆。 (1)化学腐蚀是金属与接触到的非电解质直接发生化学反应，反应过程中无电流产生；电化学腐蚀是不纯金属形成原电池，反应过程中产生电流；金属以发生电化学腐蚀为主。
(2)不能金属或合金表面水膜酸性较强时发生析氢腐蚀，酸性较弱或中性时发生吸氧腐蚀，且后者更为普遍。 (3)吸氧腐蚀的正极反应为O2＋4e－＋2H2O===
4OH－，电解池中OH－放电时反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，要注意二者的区别。
(4)电化学防护金属有两种方法：①是牺牲阳极的阴极保护法(被保护的金属作原电池的正极)，②是外加电源的阴极保护法(被保护的金属作电解池的阴极)。课题：第四节 金属的电化学腐蚀与防护
授课班级
课 时
1.5
教
学
目
的
知识
与
技能
1、知道金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）。
2、能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。
3、知道防护金属腐蚀的方法。
过程
与
方法
1、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、从实验探究过程中提高对实验现象的观察能力和分析能力。
情感
态度
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、通过课堂探究活动,发展学生的探究能力,学会与人合作与交流,共同研究，探讨科学问题。
3、通过化学实验（设计、验证和评价）这一科学研究方法，培养学生实事求是的科学精神，帮助学生树立正确的科学态度。
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
知
识
结
构
与
板
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第二节 金属的腐蚀与防护
一、金属腐蚀
金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。
1、化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
2、电化学腐蚀
电化学腐蚀 ：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。
3、化学腐蚀与电化腐蚀的对比
（1）本质：金属原子失电子而被氧化
M – ne == Mn+
(2)
（3）?相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。
4、金属腐蚀的快慢判断
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢可用下列规律判断：电解原理引起的腐蚀>原电池引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐蚀措施的腐蚀
二、金属的电化学保护
1、金属的常见防护方法
(1).在金属表面覆盖保护层
a.涂矿物质油脂、油漆或覆盖搪瓷塑料.
b.镀抗蚀金属－电镀、热镀、喷镀法
c.用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜，如烤蓝.
(2).改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力，如制成不锈钢.
2、电化学防护
（1）、牺牲阳极保护法：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.
（2）、外加电流法：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、海水及河水中金属设备的腐蚀。
教学过程
教学步骤、内容
教学方法、手段、师生活动
[投影]金属腐蚀录象。
[引入]金属腐蚀的现象非常普遍，像金属制成的日用品、生产工具、机器部件、海轮的船壳等，如保养不好，都会腐蚀，从而造成大量金属的损耗。至于因设备腐蚀损坏而引起停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康，甚至造成严重事故的损失，那就更无法估计了。因此，了解金属腐蚀的原因，掌握防护的方法，是具有十分重要的意义的。
[板书] 第二节 金属的腐蚀与防护
一、金属腐蚀
[阅读]回答什么是金属腐蚀？
[板书]金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。
[讲]金属腐蚀后在外形、色泽及机械性能等方面都有一定的变化。而金属腐蚀的本质就是金属失去电子形成阳离子的过程
［讲］金属的化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。例如：铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀，在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
[板书]1、化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
[思考与交流]铁钉生锈的条件：铁钉含杂质、与电解质溶液接触。绝大多数钢铁生锈是否是化学腐蚀？为什么？
[板书]2、电化学腐蚀
[讲]由于金属和液态介质(常为水溶液)构成微小的原电池而发生金属腐蚀的过程.电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式.例如:钢铁在潮湿的空气中生锈就是电化学腐蚀造成的.
[板书] 电化学腐蚀 ：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。
[分析]形成原电池的原因。
[板书]
[投影]钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀：
[讲] 吸氧腐蚀与析氢腐蚀：发生条件、正负极反应、总反应。
[投影]
分类
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强（弱酸）
水膜酸性较弱或呈中性
负极反应
Fe –2e－ === Fe2+
2Fe –4e －=== 2 Fe2+
正极反应
2H2O + 2e－ === H2↑+2OH－
2H2O + O2 + 4e－ == 4OH-
总反应
Fe + 2H2O == Fe(OH)2+ H2↑
2Fe+2H2O+O2== 2Fe(OH)2
?
?4Fe(OH)2+2H2O+O2= 4Fe(OH)3 Fe2O3.xH2O
4Fe(OH)2+2H2O+ O2 = 4Fe(OH)3 Fe2O3.xH2O
?
次要
主要
电子如何流动形成回路
Fe失去2e，成为Fe2＋进入溶液，Fe失去电子流入C极，H＋趋向于C极，与C极上的电子结合成H2析出溶液
Fe失去电子成为Fe2＋进入溶液，Fe失去的电子流入C极，在C极O2获得电子成为OH―进入溶液
[实验4-3]将经过酸洗除去铁锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡以下，放入具支试管中，观察导管中水柱变化，并思考原因？
[投影]
[现象及解释]导管内水柱上升，因为发生了吸氧腐蚀，试管内空气减少。
[归纳与交流]化学腐蚀与电化腐蚀的对比。
[板书]3、化学腐蚀与电化腐蚀的对比
（1）本质：金属原子失电子而被氧化
M – ne == Mn+
(2)
（3）?相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。
［思考与交流］铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素的影响.请解释下列有关铁生锈现象的原因.
1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀.
海轮更容易被腐蚀，是因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更易进行.
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.
由于南极的温度常年在0℃以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行.
3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈
由于铁与铜及空气中的水蒸气构成了原电池，铁作电池的负极，因此更容易腐蚀而生锈.
4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈.
因为铁制品在酸性条件下比在中性条件下更易被腐蚀.
［投影小结］化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
金属与非电解质等直接接触
不纯金属或合金与电解质溶液接触
现象
无电流产生
有微弱电流产生
本质
金属被氧化的过程
较活泼金属被氧化的过程
相互关系
化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害严重
[板书]4、金属腐蚀的快慢判断
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢可用下列规律判断：电解原理引起的腐蚀>原电池引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐蚀措施的腐蚀
[过渡]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，会使机器设备、仪器、仪表的精密度和灵敏度降低，影响使用以至报废，甚至发生严重事故。每年由于钢铁生锈会使我国损失大约100～150亿元。在英国，每90秒钟就有1吨钢被锈蚀掉。因此防止金属腐蚀有很重要的意义。
[板书]二、金属的电化学保护
［投影］
［板书］1、金属的常见防护方法
(1).在金属表面覆盖保护层
a.涂矿物质油脂、油漆或覆盖搪瓷塑料.
b.镀抗蚀金属－电镀、热镀、喷镀法
c.用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜，如烤蓝.
(2).改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力，如制成不锈钢.
[讲]电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施，使之成为腐蚀电池中的阴极，从而防止或减轻金属腐蚀的方法。
［板书］2、电化学防护
（1）、牺牲阳极保护法：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.
［讲］牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极，固定在被保护金属上，形成腐蚀电池，被保护金属作为阴极而得到保护。牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。此法常用于保护海轮外壳，海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备(如贮油罐)以及石油管路的腐蚀。如闸门、轮船连上锌块或锌皮等。
[投影]
［板书］（2）、外加电流法：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、海水及河水中金属设备的腐蚀。
[投影]
[小结]防腐蚀措施由好到差的顺序为：外接电源的阴极保护法腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法防腐>有一般防护条件的防腐>无防护条件的防腐
教学回顾：
