第3节 第1课时 金属的腐蚀与防护（同步课件）(共55张PPT)-高二化学同步精品课堂（人教版2019选择性必修1）
文档属性
| 名称 | 第3节 第1课时 金属的腐蚀与防护（同步课件）(共55张PPT)-高二化学同步精品课堂（人教版2019选择性必修1） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 151.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-10-30 19:06:06 | ||
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文档简介
(共55张PPT)
第三节 金属的腐蚀与防护
课时1 金属的腐蚀与防护
人教版2019选择性必修一
第四章 化学反应与电能
素养目标
证据推理与模型认知：
通过实验科学探究金属腐蚀的本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。
科学探究与创新意识：
认识金属腐蚀产生的危害和影响，树立防止金属腐蚀的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方法。
宏观辨识与微观探析：
通过讨论钢铁腐蚀的现象，认识金属腐蚀的本质，能用电化学腐蚀的原理解释金属腐蚀的现象。
教学目标
本节重点
了解金属腐蚀的本质，能书
写钢铁腐蚀的电极反应式及总
反应。
本节难点
能根据电化学原理选择并设
计金属的防护。
1、认识金属腐蚀的严重性及危
害，能用电化学原理解释金属腐
蚀的现象；
2、了解金属腐蚀的本质，能书
写钢铁腐蚀的电极反应式及总反
应。
3、能根据电化学原理选择并设
计金属的防护。
meiyangyang8602
请你说说！
生活中常见的金属的腐蚀的现象
新课导入
铁锈主要成分：Fe2O3 xH2O
铜绿主要成分：Cu2(OH)2 CO3
在日常生活中，我们经常见到钢铁制品生锈，铜制品长出铜绿，这就是金属腐蚀的现象。
金属的腐蚀
壹
电化学腐蚀
贰
知识导航
meiyangyang8602
金属的防护
叁
肆
电化学保护法
请你思考！
你知道金属锈蚀的原因是什么吗？
课堂思考
Fe2O3·xH2O
(化合态)
Fe
(游离态)
0
+3
Cu2(OH)2CO3
(化合态)
Cu
(游离态)
0
+2
金属原子失去电子，被氧化 ( M - ne- = Mn+)
01
金属的腐蚀
课堂探究
重点掌握
一、金属的腐蚀
对比学习
1.金属腐蚀的危害
使桥梁、建筑物的金属构架强度降低而造成坍塌
机器设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低，直至报废
使地下金属管道发生泄漏、轮船船体损坏等
课堂探究
重点掌握
一、金属的腐蚀
对比学习
2.金属的腐蚀
3.金属腐蚀的实质
金属原子失去电子，被氧化
M - ne- = Mn+
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.
金属腐蚀常常是自发进行的
由于与金属接触的气体或液体物质不同，发生腐蚀的情况也不同。
课堂探究
一、金属的腐蚀
重点掌握
对比学习
4.金属腐蚀的类型
（1）化学腐蚀
高温条件被腐蚀的燃气灶
金属与其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2）直接反应而引起的腐蚀。
无电流产生
课堂探究
理解分析
对比学习
4.金属腐蚀的类型
一、金属的腐蚀
（2）电化学腐蚀
当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还原反应而被腐蚀。
有微弱电流产生
电化学腐蚀和化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，腐蚀速率更快，危害也更严重。
02
电化学腐蚀
课堂探究
理解分析
二、电化学腐蚀
对比学习
1.电化学腐蚀
在潮湿的空气中，钢铁表面吸附了一薄层水膜。水膜中溶有O2、CO2、SO2等气体，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁中的铁和少量的单质碳构成无数微小的原电池。
潮湿环境中的铁制水管、轮船生锈
课堂探究
重点理解
对比学习
二、电化学腐蚀
2.电化学腐蚀的分类
（1）吸氧腐蚀
如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性且溶有一定量的氧气，此时就会发生吸氧腐蚀。钢铁等金属的腐蚀主要是吸氧腐蚀
正极（C）：O2 + 4e + 2H2O = 4OH
总 反 应：2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
后续反应：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
负极（Fe）: Fe 2e = Fe2+
Fe2O3·xH2O
课堂探究
二、电化学腐蚀
重点掌握
对比学习
2.电化学腐蚀的分类
（2）析氢腐蚀
在酸性环境中，由于在腐蚀过程中不断有H2放出，故叫做析氢腐蚀
正极（C） : 2H+ + 2e H2↑
负极（Fe）: Fe 2e Fe2+
Fe + 2H+ ＝ Fe2+ + H2↑
如何用实验验证吸氧腐蚀和析氢腐蚀？
课堂探究
二、电化学腐蚀
理解辨析
探究学习
3.电化学腐蚀的实验验证
【实验4-3】
（1）将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入具支试管中。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
课堂探究
二、电化学腐蚀
重点掌握
对比学习
3.电化学腐蚀的实验验证
（1）吸氧腐蚀
课堂探究
二、电化学腐蚀
探究学习
重点掌握
（1）吸氧腐蚀
实验现象
实验解释
导管中液面上升
装置中铁、碳、饱和食盐水构成原电池，铁钉发生吸氧腐蚀，导致压强变小。
消耗的一定是氧气吗？
课堂探究
重点理解
二、电化学腐蚀
探究学习
用传感器测量铁钉腐蚀过程中密闭装置内氧气含量的变化
（1）吸氧腐蚀
装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生吸氧腐蚀腐蚀
课堂思考
你知道吗
如果水膜酸性较强时，会发生什么样的腐蚀？
探究学习
【创新实验】不同pH下，试管中气体压强随时间变化情况
电脑
数据采集器
一定pH的
醋酸溶液
铁和炭粉
2H＋ + 2e = H2↑
pH=2.0、3.0、3.5：
pH=4.0：
O2 + 4e + 4H+ = 2H2O
（析氢腐蚀）
（吸氧腐蚀）
课堂探究
理解应用
实验探究
二、电化学腐蚀
（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。
【实验4-3】
课堂探究
重点理解
二、电化学腐蚀
探究学习
3.电化学腐蚀的实验验证
（2）析氢腐蚀
实验现象
实验解释
两只试管均冒出气泡，且①试管中产生气泡的速率更快
Zn置换出Cu，Zn、Cu、稀盐酸构成原电池，形成电化学腐蚀，能加快反应速率。
课堂探究
二、电化学腐蚀
对比学习
重点掌握
4.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较
浓度
性质
反应
影响
决定
水膜酸性较强
c(H+)较大
水膜酸性较弱或呈中性
c(H+)较小
氧化性
H+＞O2
析氢腐蚀
2H+ + 2e－ = H2↑
氧化性
H+＜O2
吸氧腐蚀
O2 + 4e－+ 2H2O = 4OH－
O2 + 4e + 4H+ = 2H2O
pH=2.0、3.0、3.5：
pH=4.0
典例精讲
【例1】下列关于金属腐蚀的说法正确的是 ( )
A．合金都比纯金属易被腐蚀
B．金属化学腐蚀的实质是：M－ne－=Mn＋，电子直接转移给氧化剂
C．金属的电化学腐蚀必须在酸性条件下进行
D．在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀
E．镀锌铁皮的镀层损坏后，铁更容易被腐蚀
B
典例精讲
【例2】利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是 ( )
A.a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀
B.一段时间后，a管液面高于b管液面
C.a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小
D.a、b两处具有相同的电极反应式：
Fe－2e－=Fe2＋
C
课堂思考
请你说说
根据金属腐蚀的实质，你能提出金属的防护方法吗？
金属防护的本质：阻止 M-ne-=Mn+ 的发生
金属的防护方法
思考角度
切断原电池反应
给予电子
改变金属材料组成
在金属表面覆盖保护层
03
金属的防护
课堂探究
三、金属的防护
对比学习
重点掌握
1.改变金属材料组成
在金属中添加其他金属或非金属，以此来改变金属的组成结构，使其具有较强的抗腐蚀性能，制成性能优异的合金。
不锈钢盆
钛合金炒锅
不锈钢高压锅
课堂探究
对比分析
三、金属的防护
对比学习
2.在金属表面覆盖保护层
喷漆
镀铬
包裹塑料
搪瓷
典例精讲
【例3】自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？
支架和车圈也可采用铝合金、不锈钢等其他耐腐蚀的合金材料
请你思考！
镀层的表面出现破损时金属是否腐蚀？
课堂思考
思考与讨论
常用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镀上一层锡。若上述两种钢铁制品的表面出现破损时，请分析并说明白铁皮、马口铁的腐蚀情况。
＋
－
Zn
A
Fe
＋
－
Sn
A
Fe
我们知道，金属发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极（阳极）的金属被腐蚀，作为正极（阴极）的金属不被腐蚀。
经酸化的3％NaCl溶液
课堂探究
三、金属的防护
理解辨析
对比学习
2.判断金属腐蚀快慢的规律
金属活泼性：Zn > Fe > Sn
镀层有破损
白铁
马口铁
锌为负极，铁为正极被保护
锡为正极，铁为负极腐蚀加快
与构成原电池两极的材料有关,两极材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速度越快。
电化学保护法
04
电化学保护法
meiyangyang8602
课堂探究
理解分析
四、电化学保护法
对比学习
1.牺牲阳极法
形成原电池反应时，让被保护金属作正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属作负极，参加反应受到腐蚀。这种保护法牺牲了阳极(原电池负极)，保护了阴极(原电池的正极)
找替罪“阳”
牺牲锌块来保护钢闸门，锌块必须定期更换
钢闸门
(阴极)
海水
锌板
(牺牲阳极)
e-
e-
Zn
课堂探究
理解应用
实验探究
四、电化学保护法
（1）以Fe作保护电极，Zn作辅助电极，以经过酸化的3%NaCl溶液作电解质溶液，按图所示连接好装置。观察电流表指针的变化，以及烧杯中两个电极附近发生的现象。
过一段时间，用胶头滴管从Fe电极区域取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]（铁氰化钾）溶液， 观察试管中溶液颜色变化？
【实验4-4】
2.实验验证
课堂探究
理解应用
四、电化学保护法
对比学习
2.实验验证
课堂探究
四、电化学保护法
理解应用
对比学习
3.实验现象及结论
实验装置 电流表 阳极（负极） 阴极（正极）
现象
有关反应
偏转
锌片逐渐溶解
铁电极上有气泡冒出
Zn-2e-=Zn2＋
2H＋＋2e=H2↑
试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6] 溶液，无明显变化，即溶液中无Fe2+
结论：Fe电极被保护，不发生反应。Fe、Zn和经过酸化的NaCl溶液构成原电池；Zn作负极被腐蚀，Fe作正极被保护。
课堂探究
四、电化学保护法
重点掌握
探究学习
资料卡片
Fe2+的检验
Fe2+ 与 K3［Fe（CN）6］ 溶液（黄色）反应生成 KFe［Fe（CN）6］沉淀（带有特征蓝色）。这是检验溶液中Fe2+的常用方法。
课堂探究
理解应用
实验探究
四、电化学保护法
（2）将1g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。
【实验4-4】
课堂探究
理解分析
四、电化学保护法
对比学习
3.对比实验现象及结论
课堂探究
四、电化学保护法
理解应用
对比学习
3.对比实验现象及结论
实验现象 实验解释及结论
锌皮包裹处颜色无变化，裸露的铁钉处出现红色
锌作负极：Zn－2e- = Zn2+
铁作正极：
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
铁作正极，不反应，被保护。
铜丝缠绕处出现红色，裸露的铁钉处出现蓝色
铁作负极：Fe－2e- = Fe2+
铜作正极：
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
铁作负极，被腐蚀。
课堂探究
四、电化学保护法
理解应用
对比学习
4.牺牲阳极法总结
原理 ________原理
电极 要求 被保护的金属作___极，
活泼性更强的金属作___极
应用
原电池
正
负
船舶外壳安装锌块
典例精讲
【例4】某学生为研究金属腐蚀的条件，用金属丝把三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中，放置一星期后观察现象，下列描述错误的是 ( )
A．装置Ⅰ的U形管铁钉一侧的液面一定会上升
B．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
C．比较U形管铁钉一侧的液面：装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没有被腐蚀
C
典例精讲
【例5】下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是 .
⑤
④>②>①>③>⑤
电解池阳极腐蚀>原电池负极腐蚀>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极
课堂探究
四、电化学保护法
理解应用
对比学习
5.外加电流法
外加电流法是把被保护的钢铁设备(如钢闸门)作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者均放在电解质溶液(如海水)里，外接直流电源。通电后，调整外加电压，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零，钢铁设备被迫成为阴极而受到保护
钢闸门
(阴极)
海水
辅助阳极
(不溶性)
e-
NaCl溶液
阴极
Fe
+
-
A
阳极
C
- +
e
e
课堂探究
四、电化学保护法
理解应用
对比学习
5.外加电流法
原理 ________原理
电极 要求 被保护的金属作___极，
与电源的___极相连
应用
电解池
阳
负
地下管道连接电源负极
典例精讲
【例6】我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是( )
A. 通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B. 通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e- = H2↑＋2OH-
C. 断电时，锌环上的电极反应为Zn2+＋2e- = Zn
D. 断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
C
课堂探究
重点理解
四、电化学保护法
探究学习
思考与讨论
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化学性质各有什么要求？
钢闸门
(阴极)
海水
辅助阳极
(不溶性)
- +
e
e
钢闸门
(阴极)
海水
锌板
(牺牲阳极)
e-
e-
课堂探究
四、电化学保护法
注意
对比学习
1、牺牲阳极法、外加电流法都要采用辅助阳极，两种方法中辅助阳极发生的反应类型是否相同？
牺牲阳极法：辅助阳极金属材料活动性必须比被保护的金属的活动性要强。
相同，都是发生氧化反应。
2、对于用作辅助阳极的金属的化学性质各有什么要求？
外加电流法：辅助阳极只起导电作用，惰性电解和金属均可作辅助阳极，但最好选用惰性电极。
四、电化学保护法
课堂探究
理解应用
对比学习
6.电化学保护法的对比
牺牲阳极法 外加电流法
原理
保护方法
保护电流
注意事项
原电池
电解池
使被保护的金属与比
它活泼的金属接触，被保
护的金属做正极。
使被保护的金属与电源
负极接触，被保护的金属做
阴极。
较小
较大
负极（阳极）材料
需要定期更换
辅助阳极
需要定期检查
课堂小结
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀
金属的防护
改变金属材料的组成
金属表面覆盖保护层
化学腐蚀
电化学腐蚀
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
电化学保护法
牺牲阳极法
外加电流法
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：
随堂演练
1.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
B
A、图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B、图b中，开关由M改置于N时，Cu－Zn合金的腐蚀速率减小
C、图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大
D、图d中，Zn－MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
随堂演练
2、相同材质的铁在图中四种情况下最不易被腐蚀的是 ( )
C
随堂演练
3、下列关于如图所示的实验装置的判断中错误的是（ ）
A、若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀
B、若X为锌棒，开关K置于A或B处都可减缓铁的腐蚀
C、若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法
D、若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑
D
随堂演练
4、青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀原理如图所示：多孔催化层中的Cl-扩散到孔口，与电极产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，下列说法正确的是（ ）
A．此过程为电化学腐蚀中的析氢腐蚀
B．电极b发生的反应：O2+4e-+2H2O=4OH-
C．生成Cu2(OH)3Cl的反应：2Cu2++3H2O+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓+3H+
D．若采用牺牲阳极的阴极保护法保护青铜器是利用了电解的原理
B
第三节 金属的腐蚀与防护
课时1 金属的腐蚀与防护
人教版2019选择性必修一
第四章 化学反应与电能
素养目标
证据推理与模型认知：
通过实验科学探究金属腐蚀的本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。
科学探究与创新意识：
认识金属腐蚀产生的危害和影响，树立防止金属腐蚀的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方法。
宏观辨识与微观探析：
通过讨论钢铁腐蚀的现象，认识金属腐蚀的本质，能用电化学腐蚀的原理解释金属腐蚀的现象。
教学目标
本节重点
了解金属腐蚀的本质，能书
写钢铁腐蚀的电极反应式及总
反应。
本节难点
能根据电化学原理选择并设
计金属的防护。
1、认识金属腐蚀的严重性及危
害，能用电化学原理解释金属腐
蚀的现象；
2、了解金属腐蚀的本质，能书
写钢铁腐蚀的电极反应式及总反
应。
3、能根据电化学原理选择并设
计金属的防护。
meiyangyang8602
请你说说！
生活中常见的金属的腐蚀的现象
新课导入
铁锈主要成分：Fe2O3 xH2O
铜绿主要成分：Cu2(OH)2 CO3
在日常生活中，我们经常见到钢铁制品生锈，铜制品长出铜绿，这就是金属腐蚀的现象。
金属的腐蚀
壹
电化学腐蚀
贰
知识导航
meiyangyang8602
金属的防护
叁
肆
电化学保护法
请你思考！
你知道金属锈蚀的原因是什么吗？
课堂思考
Fe2O3·xH2O
(化合态)
Fe
(游离态)
0
+3
Cu2(OH)2CO3
(化合态)
Cu
(游离态)
0
+2
金属原子失去电子，被氧化 ( M - ne- = Mn+)
01
金属的腐蚀
课堂探究
重点掌握
一、金属的腐蚀
对比学习
1.金属腐蚀的危害
使桥梁、建筑物的金属构架强度降低而造成坍塌
机器设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低，直至报废
使地下金属管道发生泄漏、轮船船体损坏等
课堂探究
重点掌握
一、金属的腐蚀
对比学习
2.金属的腐蚀
3.金属腐蚀的实质
金属原子失去电子，被氧化
M - ne- = Mn+
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.
金属腐蚀常常是自发进行的
由于与金属接触的气体或液体物质不同，发生腐蚀的情况也不同。
课堂探究
一、金属的腐蚀
重点掌握
对比学习
4.金属腐蚀的类型
（1）化学腐蚀
高温条件被腐蚀的燃气灶
金属与其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2）直接反应而引起的腐蚀。
无电流产生
课堂探究
理解分析
对比学习
4.金属腐蚀的类型
一、金属的腐蚀
（2）电化学腐蚀
当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还原反应而被腐蚀。
有微弱电流产生
电化学腐蚀和化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，腐蚀速率更快，危害也更严重。
02
电化学腐蚀
课堂探究
理解分析
二、电化学腐蚀
对比学习
1.电化学腐蚀
在潮湿的空气中，钢铁表面吸附了一薄层水膜。水膜中溶有O2、CO2、SO2等气体，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁中的铁和少量的单质碳构成无数微小的原电池。
潮湿环境中的铁制水管、轮船生锈
课堂探究
重点理解
对比学习
二、电化学腐蚀
2.电化学腐蚀的分类
（1）吸氧腐蚀
如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性且溶有一定量的氧气，此时就会发生吸氧腐蚀。钢铁等金属的腐蚀主要是吸氧腐蚀
正极（C）：O2 + 4e + 2H2O = 4OH
总 反 应：2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
后续反应：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
负极（Fe）: Fe 2e = Fe2+
Fe2O3·xH2O
课堂探究
二、电化学腐蚀
重点掌握
对比学习
2.电化学腐蚀的分类
（2）析氢腐蚀
在酸性环境中，由于在腐蚀过程中不断有H2放出，故叫做析氢腐蚀
正极（C） : 2H+ + 2e H2↑
负极（Fe）: Fe 2e Fe2+
Fe + 2H+ ＝ Fe2+ + H2↑
如何用实验验证吸氧腐蚀和析氢腐蚀？
课堂探究
二、电化学腐蚀
理解辨析
探究学习
3.电化学腐蚀的实验验证
【实验4-3】
（1）将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入具支试管中。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
课堂探究
二、电化学腐蚀
重点掌握
对比学习
3.电化学腐蚀的实验验证
（1）吸氧腐蚀
课堂探究
二、电化学腐蚀
探究学习
重点掌握
（1）吸氧腐蚀
实验现象
实验解释
导管中液面上升
装置中铁、碳、饱和食盐水构成原电池，铁钉发生吸氧腐蚀，导致压强变小。
消耗的一定是氧气吗？
课堂探究
重点理解
二、电化学腐蚀
探究学习
用传感器测量铁钉腐蚀过程中密闭装置内氧气含量的变化
（1）吸氧腐蚀
装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生吸氧腐蚀腐蚀
课堂思考
你知道吗
如果水膜酸性较强时，会发生什么样的腐蚀？
探究学习
【创新实验】不同pH下，试管中气体压强随时间变化情况
电脑
数据采集器
一定pH的
醋酸溶液
铁和炭粉
2H＋ + 2e = H2↑
pH=2.0、3.0、3.5：
pH=4.0：
O2 + 4e + 4H+ = 2H2O
（析氢腐蚀）
（吸氧腐蚀）
课堂探究
理解应用
实验探究
二、电化学腐蚀
（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。
【实验4-3】
课堂探究
重点理解
二、电化学腐蚀
探究学习
3.电化学腐蚀的实验验证
（2）析氢腐蚀
实验现象
实验解释
两只试管均冒出气泡，且①试管中产生气泡的速率更快
Zn置换出Cu，Zn、Cu、稀盐酸构成原电池，形成电化学腐蚀，能加快反应速率。
课堂探究
二、电化学腐蚀
对比学习
重点掌握
4.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较
浓度
性质
反应
影响
决定
水膜酸性较强
c(H+)较大
水膜酸性较弱或呈中性
c(H+)较小
氧化性
H+＞O2
析氢腐蚀
2H+ + 2e－ = H2↑
氧化性
H+＜O2
吸氧腐蚀
O2 + 4e－+ 2H2O = 4OH－
O2 + 4e + 4H+ = 2H2O
pH=2.0、3.0、3.5：
pH=4.0
典例精讲
【例1】下列关于金属腐蚀的说法正确的是 ( )
A．合金都比纯金属易被腐蚀
B．金属化学腐蚀的实质是：M－ne－=Mn＋，电子直接转移给氧化剂
C．金属的电化学腐蚀必须在酸性条件下进行
D．在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀
E．镀锌铁皮的镀层损坏后，铁更容易被腐蚀
B
典例精讲
【例2】利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是 ( )
A.a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀
B.一段时间后，a管液面高于b管液面
C.a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小
D.a、b两处具有相同的电极反应式：
Fe－2e－=Fe2＋
C
课堂思考
请你说说
根据金属腐蚀的实质，你能提出金属的防护方法吗？
金属防护的本质：阻止 M-ne-=Mn+ 的发生
金属的防护方法
思考角度
切断原电池反应
给予电子
改变金属材料组成
在金属表面覆盖保护层
03
金属的防护
课堂探究
三、金属的防护
对比学习
重点掌握
1.改变金属材料组成
在金属中添加其他金属或非金属，以此来改变金属的组成结构，使其具有较强的抗腐蚀性能，制成性能优异的合金。
不锈钢盆
钛合金炒锅
不锈钢高压锅
课堂探究
对比分析
三、金属的防护
对比学习
2.在金属表面覆盖保护层
喷漆
镀铬
包裹塑料
搪瓷
典例精讲
【例3】自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？
支架和车圈也可采用铝合金、不锈钢等其他耐腐蚀的合金材料
请你思考！
镀层的表面出现破损时金属是否腐蚀？
课堂思考
思考与讨论
常用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镀上一层锡。若上述两种钢铁制品的表面出现破损时，请分析并说明白铁皮、马口铁的腐蚀情况。
＋
－
Zn
A
Fe
＋
－
Sn
A
Fe
我们知道，金属发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极（阳极）的金属被腐蚀，作为正极（阴极）的金属不被腐蚀。
经酸化的3％NaCl溶液
课堂探究
三、金属的防护
理解辨析
对比学习
2.判断金属腐蚀快慢的规律
金属活泼性：Zn > Fe > Sn
镀层有破损
白铁
马口铁
锌为负极，铁为正极被保护
锡为正极，铁为负极腐蚀加快
与构成原电池两极的材料有关,两极材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速度越快。
电化学保护法
04
电化学保护法
meiyangyang8602
课堂探究
理解分析
四、电化学保护法
对比学习
1.牺牲阳极法
形成原电池反应时，让被保护金属作正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属作负极，参加反应受到腐蚀。这种保护法牺牲了阳极(原电池负极)，保护了阴极(原电池的正极)
找替罪“阳”
牺牲锌块来保护钢闸门，锌块必须定期更换
钢闸门
(阴极)
海水
锌板
(牺牲阳极)
e-
e-
Zn
课堂探究
理解应用
实验探究
四、电化学保护法
（1）以Fe作保护电极，Zn作辅助电极，以经过酸化的3%NaCl溶液作电解质溶液，按图所示连接好装置。观察电流表指针的变化，以及烧杯中两个电极附近发生的现象。
过一段时间，用胶头滴管从Fe电极区域取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]（铁氰化钾）溶液， 观察试管中溶液颜色变化？
【实验4-4】
2.实验验证
课堂探究
理解应用
四、电化学保护法
对比学习
2.实验验证
课堂探究
四、电化学保护法
理解应用
对比学习
3.实验现象及结论
实验装置 电流表 阳极（负极） 阴极（正极）
现象
有关反应
偏转
锌片逐渐溶解
铁电极上有气泡冒出
Zn-2e-=Zn2＋
2H＋＋2e=H2↑
试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6] 溶液，无明显变化，即溶液中无Fe2+
结论：Fe电极被保护，不发生反应。Fe、Zn和经过酸化的NaCl溶液构成原电池；Zn作负极被腐蚀，Fe作正极被保护。
课堂探究
四、电化学保护法
重点掌握
探究学习
资料卡片
Fe2+的检验
Fe2+ 与 K3［Fe（CN）6］ 溶液（黄色）反应生成 KFe［Fe（CN）6］沉淀（带有特征蓝色）。这是检验溶液中Fe2+的常用方法。
课堂探究
理解应用
实验探究
四、电化学保护法
（2）将1g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。
【实验4-4】
课堂探究
理解分析
四、电化学保护法
对比学习
3.对比实验现象及结论
课堂探究
四、电化学保护法
理解应用
对比学习
3.对比实验现象及结论
实验现象 实验解释及结论
锌皮包裹处颜色无变化，裸露的铁钉处出现红色
锌作负极：Zn－2e- = Zn2+
铁作正极：
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
铁作正极，不反应，被保护。
铜丝缠绕处出现红色，裸露的铁钉处出现蓝色
铁作负极：Fe－2e- = Fe2+
铜作正极：
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
铁作负极，被腐蚀。
课堂探究
四、电化学保护法
理解应用
对比学习
4.牺牲阳极法总结
原理 ________原理
电极 要求 被保护的金属作___极，
活泼性更强的金属作___极
应用
原电池
正
负
船舶外壳安装锌块
典例精讲
【例4】某学生为研究金属腐蚀的条件，用金属丝把三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中，放置一星期后观察现象，下列描述错误的是 ( )
A．装置Ⅰ的U形管铁钉一侧的液面一定会上升
B．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
C．比较U形管铁钉一侧的液面：装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没有被腐蚀
C
典例精讲
【例5】下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是 .
⑤
④>②>①>③>⑤
电解池阳极腐蚀>原电池负极腐蚀>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极
课堂探究
四、电化学保护法
理解应用
对比学习
5.外加电流法
外加电流法是把被保护的钢铁设备(如钢闸门)作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者均放在电解质溶液(如海水)里，外接直流电源。通电后，调整外加电压，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零，钢铁设备被迫成为阴极而受到保护
钢闸门
(阴极)
海水
辅助阳极
(不溶性)
e-
NaCl溶液
阴极
Fe
+
-
A
阳极
C
- +
e
e
课堂探究
四、电化学保护法
理解应用
对比学习
5.外加电流法
原理 ________原理
电极 要求 被保护的金属作___极，
与电源的___极相连
应用
电解池
阳
负
地下管道连接电源负极
典例精讲
【例6】我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是( )
A. 通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B. 通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e- = H2↑＋2OH-
C. 断电时，锌环上的电极反应为Zn2+＋2e- = Zn
D. 断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
C
课堂探究
重点理解
四、电化学保护法
探究学习
思考与讨论
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化学性质各有什么要求？
钢闸门
(阴极)
海水
辅助阳极
(不溶性)
- +
e
e
钢闸门
(阴极)
海水
锌板
(牺牲阳极)
e-
e-
课堂探究
四、电化学保护法
注意
对比学习
1、牺牲阳极法、外加电流法都要采用辅助阳极，两种方法中辅助阳极发生的反应类型是否相同？
牺牲阳极法：辅助阳极金属材料活动性必须比被保护的金属的活动性要强。
相同，都是发生氧化反应。
2、对于用作辅助阳极的金属的化学性质各有什么要求？
外加电流法：辅助阳极只起导电作用，惰性电解和金属均可作辅助阳极，但最好选用惰性电极。
四、电化学保护法
课堂探究
理解应用
对比学习
6.电化学保护法的对比
牺牲阳极法 外加电流法
原理
保护方法
保护电流
注意事项
原电池
电解池
使被保护的金属与比
它活泼的金属接触，被保
护的金属做正极。
使被保护的金属与电源
负极接触，被保护的金属做
阴极。
较小
较大
负极（阳极）材料
需要定期更换
辅助阳极
需要定期检查
课堂小结
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀
金属的防护
改变金属材料的组成
金属表面覆盖保护层
化学腐蚀
电化学腐蚀
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
电化学保护法
牺牲阳极法
外加电流法
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：
随堂演练
1.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
B
A、图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B、图b中，开关由M改置于N时，Cu－Zn合金的腐蚀速率减小
C、图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大
D、图d中，Zn－MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
随堂演练
2、相同材质的铁在图中四种情况下最不易被腐蚀的是 ( )
C
随堂演练
3、下列关于如图所示的实验装置的判断中错误的是（ ）
A、若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀
B、若X为锌棒，开关K置于A或B处都可减缓铁的腐蚀
C、若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法
D、若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑
D
随堂演练
4、青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀原理如图所示：多孔催化层中的Cl-扩散到孔口，与电极产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，下列说法正确的是（ ）
A．此过程为电化学腐蚀中的析氢腐蚀
B．电极b发生的反应：O2+4e-+2H2O=4OH-
C．生成Cu2(OH)3Cl的反应：2Cu2++3H2O+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓+3H+
D．若采用牺牲阳极的阴极保护法保护青铜器是利用了电解的原理
B