新授课
第四章 化学反应与电能
第10课时 金属的腐蚀与防护
【学习目标】
1.了解金属发生电化学腐蚀的本质，能利用电化学原理解释金属腐蚀现象。 2．知道金属腐蚀的危害，能选择并设计防腐措施。
【学习活动】
学习任务
目标一：了解金属发生电化学腐蚀的本质，能利用电化学原理解释金属腐蚀现象。 任务1：阅读教材p107内容，思考下列问题。 （1）世界各国每年因腐蚀造成的直接经济损失约占国家生产总产值的2%～4%。应用防腐蚀技术，腐蚀造成的经济损失可降低25%～30%。请问金属腐蚀是什么现象，其原理是什么？金属腐蚀有哪些类型？ （2）化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点和不同点是什么？ 任务2：阅读教材p108内容，完成下列问题。 1.生铁在干燥的空气中不易被腐蚀,但在潮湿的空气中却很快被腐蚀,为什么 为什么生铁比纯铁更易被腐蚀 为什么一块铜板上有铁铆钉时,铁铆钉特别容易生锈 2.铁在自然界中发生的腐蚀主要是哪类腐蚀 在硫酸厂附近的生铁发生的主要是哪一类腐蚀 化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点和不同点分别是什么？ 3.铁锈的主要成分是什么 写出钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀生成铁锈的方程式。 4.实验4-3 (1)实验1：将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱的变化。解释引起这种变化的原因。 (2)实验2: 取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向其中一支试管中滴加1～2滴硫酸铜溶液，再观察现象。解释产生不同现象的原因。
目标二：知道金属腐蚀的危害，能选择并设计防腐措施。 任务1：阅读教材p109内容，思考下列问题。 （1）根据金属腐蚀的实质及类型，我们如何防止金属的腐蚀，以铁为例，应该采取什么措施去防止铁生锈？ （2）常见的白铁皮是在薄钢板表面镀上一层锌，罐装食品用的马口铁是在薄钢板表面上镀上一层锡，若上述两种钢铁制品的表面出现破损时，白铁皮和马口铁中的铁哪一种更容易受到腐蚀？其原因是什么？ 任务2：已知Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀： 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓ 1.实验4-4(1) 实验装置实验操作按如图所示连接好装置；往Fe电极区滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液实验现象有关反应实验结论
实验4-4(2)将1 g琼脂加入250 mL烧杯中，再加入50 mL饱和食盐水和150 mL水。搅拌、加热煮沸，使琼脂溶解。稍冷后，趁热把琼脂溶液分别倒入两个培养皿中，各滴入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均匀。取两个2～3 cm的铁钉，用砂纸擦光。如图(a)所示，将裹有锌皮的铁钉放入上述的一个培养皿中；如图(b)所示，将缠有铜丝的铁钉放入另一个培养皿中。观察并解释实验现象。 (a) (b) 思考：上述实验中防护铁被腐蚀的措施的名称叫什么 简述其原理。 2.将水库铁闸门与直流电源相连也能防止其被腐蚀,则铁闸门应连接直流电源的哪个电极 这种防护方法叫什么 利用了什么原理 3.电化学防护的实质是什么 4.牺牲阳极法和外加电流法都要采用辅助阳极，将被保护的金属作为阴极。在这两种方法中，辅助阳极发生的电极反应类型是否相同？对于用作辅助阳极的金属的化学性质各有什么要求？
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
2新授课
第四章 化学反应与电能
第10课时 金属的腐蚀与防护
【学习目标】
1.了解金属发生电化学腐蚀的本质，能利用电化学原理解释金属腐蚀现象。 2．知道金属腐蚀的危害，能选择并设计防腐措施。
【学习活动】
学习任务
目标一：了解金属发生电化学腐蚀的本质，能利用电化学原理解释金属腐蚀现象。 任务1：阅读教材p107内容，思考下列问题。 （1）世界各国每年因腐蚀造成的直接经济损失约占国家生产总产值的2%～4%。应用防腐蚀技术，腐蚀造成的经济损失可降低25%～30%。请问金属腐蚀是什么现象，其原理是什么？金属腐蚀有哪些类型？ 参考答案：金属腐蚀是金属表面因与周围的物质发生氧化还原反应而遭到破坏的现象。 金属腐蚀的本质是金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化反应)：M－ne－===Mn＋。 金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 （2）化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点和不同点是什么？ 参考答案：相同点：金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质是金属失电子被氧化的过程，都是造成金属被氧化的腐蚀。 不同点：化学腐蚀是金属和氧化剂直接发生氧化还原反应，无电流产生；电化学腐蚀是发生原电池反应，有电流产生，活泼的金属被腐蚀。 任务2：阅读教材p108内容，完成下列问题。 1.生铁在干燥的空气中不易被腐蚀,但在潮湿的空气中却很快被腐蚀,为什么 为什么生铁比纯铁更易被腐蚀 为什么一块铜板上有铁铆钉时,铁铆钉特别容易生锈 参考答案： 在潮湿的空气里,铁表面会形成一层水膜,空气中的CO2、SO2、H2S等溶解到水膜中形成了电解质溶液,它与生铁中的铁和少量的碳构成无数微小的原电池,发生电化学腐蚀。因为生铁中含有杂质碳。 铜板和铁铆钉与电解质溶液互相接触形成原电池,铁作负极反应物,发生氧化反应,被腐蚀而生锈。 2.铁在自然界中发生的腐蚀主要是哪类腐蚀 在硫酸厂附近的生铁发生的主要是哪一类腐蚀 化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点和不同点分别是什么？ 参考答案：电化学腐蚀,其中以吸氧腐蚀为主。 在硫酸厂附近的生铁发生的主要是析氢腐蚀;硫酸厂附近空气中二氧化硫的含量较高,导致生铁接触到的溶液酸性较强,所以易发生析氢腐蚀。 相同点都是造成金属被氧化腐蚀。不同点是化学腐蚀是金属和氧化剂直接发生氧化还原反应，无电流产生；电化学腐蚀是发生原电池反应，有电流产生。 3.铁锈的主要成分是什么 写出钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀生成铁锈的方程式。 参考答案：铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O。形成过程: 负极:2Fe-4e-===2Fe2+, 正极:O2+4e-+2H2O===4OH-, 总反应:2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2。 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3, 2Fe(OH)3===Fe2O3·nH2O(铁锈)+(3-n)H2O。 4.实验4-3 (1)实验1：将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱的变化。解释引起这种变化的原因。 (2)实验2: 取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向其中一支试管中滴加1～2滴硫酸铜溶液，再观察现象。解释产生不同现象的原因。 现象及原因： 实验1——导管中的水柱上升，铁钉生锈。说明该过程铁钉被腐蚀。铁钉发生的是吸氧腐蚀。 实验2——开始时试管中均有无色气体产生，滴加硫酸铜溶液后产生气体的速率明显加快。原因是锌置换出铜后构成了铜锌原电池，锌作负极，腐蚀速率加快。 【知识拓展】 金属腐蚀的快慢比较 (1)在同一种电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序是电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极。 (2)在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀＞金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀＞金属在弱电解质溶液中的腐蚀。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
目标二：知道金属腐蚀的危害，能选择并设计防腐措施。 任务1：阅读教材p109内容，思考下列问题。 （1）根据金属腐蚀的实质及类型，我们如何防止金属的腐蚀，以铁为例，应该采取什么措施去防止铁生锈？ 参考答案：可以涂防护层、改变金属的内部结构、电化学防护等。 （2）常见的白铁皮是在薄钢板表面镀上一层锌，罐装食品用的马口铁是在薄钢板表面上镀上一层锡，若上述两种钢铁制品的表面出现破损时，白铁皮和马口铁中的铁哪一种更容易受到腐蚀？其原因是什么？ 参考答案：马口铁中的铁更容易被腐蚀。原因是马口铁中的铁比锡的活泼性强，形成原电池时，铁作负极而被腐蚀；白铁皮中锌比铁的活泼性强，形成原电池时，铁作正极而受到保护。 任务2：已知Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀： 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓ 1.实验4-4(1) 实验装置实验操作按如图所示连接好装置；往Fe电极区滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液实验现象电流表指针发生偏转，Fe电极上有气泡产生，但往Fe电极附近滴入K3[Fe(CN)6]溶液不显特征蓝色有关反应Zn电极：Zn－2e－===Zn2＋Fe电极：2H＋＋2e－===H2↑实验结论Zn、Fe和经过酸化的NaCl溶液构成原电池，铁被保护未被腐蚀
实验4-4(2)将1 g琼脂加入250 mL烧杯中，再加入50 mL饱和食盐水和150 mL水。搅拌、加热煮沸，使琼脂溶解。稍冷后，趁热把琼脂溶液分别倒入两个培养皿中，各滴入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均匀。取两个2～3 cm的铁钉，用砂纸擦光。如图(a)所示，将裹有锌皮的铁钉放入上述的一个培养皿中；如图(b)所示，将缠有铜丝的铁钉放入另一个培养皿中。观察并解释实验现象。 (a) (b) 实验现象： a中靠近新皮处颜色无变化，靠近裸露在外的铁钉处出现红色； b中靠近铜丝出出现红色，靠近裸露在外的铁钉处出现蓝色。 思考：上述实验中防护铁被腐蚀的措施的名称叫什么 简述其原理。 参考答案：牺牲阳极法;原电池原理,形成原电池时,被保护金属作正极(阴极),受到保护,活泼金属作负极(阳极),发生氧化反应而损耗。 2.将水库铁闸门与直流电源相连也能防止其被腐蚀,则铁闸门应连接直流电源的哪个电极 这种防护方法叫什么 利用了什么原理 参考答案：铁闸门连接直流电源的负极;外加电流法;电解池原理。 3.电化学防护的实质是什么 参考答案：电化学防护的实质是把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。 4.牺牲阳极法和外加电流法都要采用辅助阳极，将被保护的金属作为阴极。在这两种方法中，辅助阳极发生的电极反应类型是否相同？对于用作辅助阳极的金属的化学性质各有什么要求？ 参考答案：辅助阳极均发生氧化反应。 依据原电池工作原理，在牺牲阳极法中，用作辅助阳极的金属的活动性要比被保护的金属的活动性强。依据电解池工作原理，在外加电流法中，辅助阳极与电源的正极相连接，惰性电极或金属均可作辅助阳极。
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
2
