俗话说，居安思危，思则有备，有备无患。教师在教学前就要准备好教案，做好充分的准备。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，减轻教师们在教学时的教学压力。教案的内容具体要怎样写呢？为此，小编从网络上为大家精心整理了《高二化学教案：《金属的腐蚀与防护学案》教学设计》，仅供您在工作和学习中参考。

本文题目：高二化学三单元教案：金属的腐蚀与防护学案

[目标要求]　1.能解释金属发生电化学腐蚀的原因。2.认识金属腐蚀的危害，了解金属防护的方法。

一、金属的电化学腐蚀

1.金属的腐蚀

(1)金属腐蚀的概念：金属的腐蚀指的是金属或合金跟周围环境中接触到的物质发生化学反应被氧化而腐蚀损耗的现象。

(2)金属腐蚀后的特征

金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能等方面都发生一定的变化。

(3)金属腐蚀的本质

金属腐蚀的本质是金属原子失去电子变成阳离子的过程。也就是说，金属腐蚀的本质是金属发生了氧化反应。

(4)金属腐蚀的类型

由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

①化学腐蚀

金属与其他物质(如O2、Cl2、SO2等)直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。

②电化学腐蚀

不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。

2.电化学腐蚀

(1)实验探究

a　b

实验步骤：向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的两支具支试管(分别标记为a、b)中。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱(在水中滴加几滴红墨水)的变化和试管中的现象。

实验现象：两支具支试管中都有红色铁锈产生，a装置导管内水柱上升，b装置导管内水柱低于小试管液面。

实验结论：装置a的导管中水柱上升，说明大试管内气体体积减小，a装置中有气体参加反应，由于是空气中的气体，故是氧气，发生吸氧腐蚀;装置b的导管中水柱下降，说明大试管内有气体生成，根据有铁和醋酸存在，生成的气体是氢气，发生析氢腐蚀。a、b装置构成原电池，a中氧气所发生的反应类似于氢氧燃料电池的反应。

(2)原理分析

①通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁表面凝结了一层溶解有氧气的水膜，它与钢铁中的碳和铁形成了原电池。这些微小的原电池遍布钢铁表面。

Fe为负极，碳为正极，溶有O2的水膜为电解质溶液。

负极：2Fe-4e-===2Fe2+(氧化反应)

正极：O2+2H2O+4e-===4OH-(还原反应)

总反应：2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3，

Fe(OH)3脱去一部分水生成的Fe2O3?nH2O就为铁锈的主要成分。所以实验a具支试管中O2减少，压强减小，导管中水面上升。因此铁在这种环境中被腐蚀称为吸氧腐蚀，钢铁的这种腐蚀还是占主要的。

②如果钢铁表面水膜的酸性较强(如在某些化工厂附近的酸性气氛中)，此时，正极就会析出氢气。其电极反应如下：

负极：Fe-2e-===Fe2+(氧化反应)

正极：2H++2e-===H2↑(还原反应)

总反应：Fe+2H+===Fe2++H2↑。

如果钢铁表面水膜的酸性较弱，随着氢气的析出，水膜的pH上升，Fe2+与OH-结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2继续与空气中的O2作用，生成Fe(OH)3，进而形成铁锈，这种形成铁锈的方式叫析氢腐蚀。

总之无论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，作为负极的铁都不断地被氧化，且金属腐蚀主要是电化学腐蚀，而电化学腐蚀中吸氧腐蚀又是主要的。

二、金属的电化学防护

1.金属防护原理

金属材料大多易被腐蚀，所以要从金属腐蚀的化学反应原理和金属腐蚀的类型来考虑金属防护的方法。

2.金属防护的措施

(1)表面覆盖保护层

①将电解质溶液改为非电解质，如涂上油漆、矿物性油脂等;②镀上一层纯金属(锌、锡、铬、镍)以改变电极。如：表层镀锌的镀锌铁(俗称白铁皮)破损后，铁为正极，不腐蚀;锌为负极，被腐蚀，可以不断补充锌，保护铁，延长钢铁的使用期。而表层镀锡的镀锡铁(俗称马口铁)，价格虽比镀锌铁低，但表层磨损后，锡为正极，铁为负极，加快了钢铁的腐蚀。此外，还可将铁钝化使之表面形成一层致密的Fe3O4氧化膜。

(2)电化学保护法：

①牺牲阳极的阴极保护法

这种方法通常是在被保护的钢铁设备(如锅炉的内壁、船舶的外壳等)上装上若干锌块，作原电池的负极(阳极)，不断遭受腐蚀，定期拆换，而作为正极(阴极)的钢铁设备就被保护了下来。

②外加电流的阴极保护法

这种方法是将被保护的钢铁设备(如钢闸门)作阴极，用惰性电极作辅助阳极，两者均存在于电解质溶液中，接上外接直流电源。通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面产生负电荷(电子)的积累，抑制了钢铁发生失去电子的作用(氧化反应)，从而防止了钢铁的腐蚀。

(3)用改变金属组成和结构的方法防止金属腐蚀。如铁与铬、镍形成不锈钢。

知识点一　金属的腐蚀

1.关于金属腐蚀的叙述中，正确的是()

A.金属被腐蚀的本质是M+nH2O===M(OH)n+n2H2↑

B.马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化

C.金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀

D.常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀

答案　C

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相接触，腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。A中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀，为M-ne-===Mn+;B选项中Sn、Fe构成电化学腐蚀，主要是Fe-2e-===Fe2+，铁先被腐蚀。常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应，发生化学腐蚀。

2.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为 2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是()

A.负极发生的反应为 Fe-2e-===Fe2+

B.正极发生的反应为 2H2O+O2+2e-===4OH-

C.原电池是将电能转变为化学能的装置

D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀

答案　A

解析　由原电池反应式知负极的电极反应式为Fe-2e-===Fe2+，正极的电极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-，所以A对B错;原电池是将化学能转化为电能的装置，C错;根据原电池原理，钢柱在空气与水交界处更容易腐蚀，D错。

2.如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：

(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________腐蚀。

(2)若试管内液面上升，则原溶液呈________________性，发生________腐蚀，电极反应式：负极：___________________________________________________________________，

正极：___________________________________________________________________。

(3)若试管内液面下降，则原溶液呈______性，发生________腐蚀。电极反应式：负极________________________________________________________________________，

正极：___________________________________________________________________。

答案　(1)电化学　(2)弱酸性或中　吸氧　2Fe-4e-===2Fe2+　O2+2H2O+4e-===4OH-

(3)较强的酸　析氢　Fe-2e-===Fe2+　2H++2e-===H2↑

解析　根据原电池的构成条件：有两种不同的材料(Fe为负极，碳为正极)，有电解质溶液，形成闭合回路，可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀。根据金属腐蚀的条件、原理及结果可知：试管内液面上升，说明试管内压强减小，试管内气体被吸收所致，是铁钉吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应式;试管内液面下降，说明试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是铁钉的析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应式。

知识点二　金属的防护

3.下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是()

①金属表面涂抹油漆　②改变金属内部结构　③保持金属表面清洁干燥　④金属表面进行电镀　⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜

A.①②③④　B.①③④⑤

C.①②④⑤ D.全部

答案　D

解析　金属的腐蚀主要是电化学腐蚀，题目中①③④⑤中的方法都可以起到避免金属和电解质溶液接触形成原电池的目的;②中如在金属中加入某些其他元素改变金属内部结构也可以起到防腐蚀的效果。

4.下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是()

A.纯银器的表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗

B.当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层不能对铁制品起保护作用

C.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法

D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀

答案　D

解析　纯银器的表面在空气中易生成硫化物失去光泽;当镀锡铁制品镀层破损时，由于铁比锡活泼，形成原电池时，铁作原电池的负极，加快铁的腐蚀;锌比铁活泼，当在海轮外壳上连接锌块后，锌失电子而海轮外壳被保护;要采用电解原理保护金属，应将金属与电源的负极相连，即作电解池的阴极。

练基础落实

1.以下防腐措施中，属于电化学保护法的是()

A.用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜

B.在金属中加入一些铬或者镍制成合金

C.在轮船的船壳水线以下部分，装上一锌锭

D.在金属表面喷漆

答案　C

解析　在轮船的船壳水线以下部分，装上锌能形成铁-锌原电池，锌为负极，被腐蚀，铁被保护。

2.铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易发生腐蚀的主要原因可描述为()

A.形成原电池，铝作负极

B.形成原电池，铜作负极

C.形成原电池时，电流由铝经导线流向铜

D.铝质铆钉发生了化学腐蚀

答案　A

解析　金属铝发生的是电化学腐蚀，铝比铜活泼，故金属铝是负极，电流的流动方向与电子的流动方向恰好相反，应是由铜经导线流向铝。

3.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是()

A.负极发生的反应为Fe-2e-===Fe2+

B.正极发生的反应为2H2O+O2+2e-===4OH-

C.原电池是将电能转化为化学能的装置

D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀

答案　A

解析　由原电池反应式知：负极为Fe-2e-===Fe2+，正极为2H2O+O2+4e-===4OH-，所以A对、B错;原电池是将化学能转化为电能的装置，C错;根据原电池原理，钢柱在空气与水交界处更容易腐蚀，D错。

练方法技巧

4.如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是()

A.生铁块中的碳是原电池的正极

B.红墨水柱两边的液面变为左低右高

C.两试管中相同的电极反应式是 Fe-2e-===Fe2+

D.a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀

答案　B

解析　本题考查了电化学腐蚀中的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，解答时注意电解质的酸碱性。a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小;b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错。

5.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的描述不正确的是()

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

答案　B

解析　装置Ⅰ中铁钉处于盐酸的蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降，右侧液面上升;装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，不同的是悬挂铁的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，在这种氛围中构成的原电池会加速铁钉的侵蚀而放出更多的H2，使左侧液面下降得更多，右侧液面上升得更多;装置Ⅲ中虽然悬挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀。

练综合拓展

6.如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：

序号 内容 实验现象

1 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月 干燥的铁丝表面依然光亮

2 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时 铁丝表面依然光亮

3 常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月 铁丝表面已变得灰暗

4 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时 铁丝表面略显灰暗

5 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面已变得灰暗

6 将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面灰暗程度比实验5严重

回答以下问题：

(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)________;在电化学腐蚀中，负极反应是________;正极反应是________;

(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________;

(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是

________________________________________________________________________

______________________________________________________________(答两种方法)。

答案　(1)3、4、5、6

Fe-2e-===Fe2+(或2Fe-4e-===2Fe2+)

2H2O+O2+4e-===4OH-

(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质的存在

(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等

解析　解答第(1)题应注意联系金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的区别，不纯的金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，较活泼的金属失电子而被氧化，分析题中实验可知，实验3、4、5、6发生了电化学腐蚀，其中负极反应是Fe-2e-===Fe2+，正极反应是O2+2H2O+4e-===4OH-。

解答第(2)题时，对比实验1和3可得出湿度增大，可使铁锈蚀速率加快;对比实验3、4可知增大O2浓度可加快铁锈蚀的速率;对比实验4、5可知升高温度可加快铁锈蚀的速率;对比实验5、6可知电解质的存在会使铁锈蚀的速率加快。

第(3)题，为防止铁的锈蚀，根据铁锈蚀的类型，可采用牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，还可把铁制成不锈钢(合金)、亦可采用喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化等方法使铁与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀。

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一、教材分析

在高中课程标准必修教科书化学2中，已经介绍了化学能与电能的转换，即原电池的相关知识。本节是在此基础上，引导学生了解金属的腐蚀原理和防护方法等。

教材首先以彩色图片介绍锈迹斑斑的钢铁，铜器表面生成一层薄薄的铜绿来引入金属的腐蚀。金属的腐蚀包括化学腐蚀和电化学腐蚀两部分内容。在化学腐蚀中，以家用燃气灶的中心部位很容易生锈，（补充化学实验室的金属设备易腐蚀）而食品罐头放在南极已差不多90年了，却很少生锈为例（图3-14），强调温度（反应条件）对化学腐蚀的影响比较明显。在电化学腐蚀中，通过"科学探究"，让学生设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率较快，引出电化学腐蚀。为了降低难度，教科书中没有出现"吸

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金属的腐蚀与防护学案

一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备，高中教师要准备好教案，这是教师工作中的一部分。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收，帮助高中教师缓解教学的压力，提高教学质量。你知道怎么写具体的高中教案内容吗？以下是小编收集整理的“金属的腐蚀与防护学案”，相信您能找到对自己有用的内容。

第三单元　金属的腐蚀与防护

[目标要求]　1.能解释金属发生电化学腐蚀的原因。2.认识金属腐蚀的危害，了解金属防护的方法。
一、金属的电化学腐蚀
1．金属的腐蚀
(1)金属腐蚀的概念：金属的腐蚀指的是金属或合金跟周围环境中接触到的物质发生化学反应被氧化而腐蚀损耗的现象。
(2)金属腐蚀后的特征
金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能等方面都发生一定的变化。
(3)金属腐蚀的本质
金属腐蚀的本质是金属原子失去电子变成阳离子的过程。也就是说，金属腐蚀的本质是金属发生了氧化反应。
(4)金属腐蚀的类型
由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
①化学腐蚀
金属与其他物质(如O2、Cl2、SO2等)直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。
②电化学腐蚀
不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。
2．电化学腐蚀
(1)实验探究
a　b

实验步骤：向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的两支具支试管(分别标记为a、b)中。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱(在水中滴加几滴红墨水)的变化和试管中的现象。
实验现象：两支具支试管中都有红色铁锈产生，a装置导管内水柱上升，b装置导管内水柱低于小试管液面。
实验结论：装置a的导管中水柱上升，说明大试管内气体体积减小，a装置中有气体参加反应，由于是空气中的气体，故是氧气，发生吸氧腐蚀；装置b的导管中水柱下降，说明大试管内有气体生成，根据有铁和醋酸存在，生成的气体是氢气，发生析氢腐蚀。a、b装置构成原电池，a中氧气所发生的反应类似于氢氧燃料电池的反应。
(2)原理分析
①通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁表面凝结了一层溶解有氧气的水膜，它与钢铁中的碳和铁形成了原电池。这些微小的原电池遍布钢铁表面。
Fe为负极，碳为正极，溶有O2的水膜为电解质溶液。
负极：2Fe－4e－===2Fe2＋(氧化反应)
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(还原反应)
总反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，
Fe(OH)3脱去一部分水生成的Fe2O3nH2O就为铁锈的主要成分。所以实验a具支试管中O2减少，压强减小，导管中水面上升。因此铁在这种环境中被腐蚀称为吸氧腐蚀，钢铁的这种腐蚀还是占主要的。
②如果钢铁表面水膜的酸性较强(如在某些化工厂附近的酸性气氛中)，此时，正极就会析出氢气。其电极反应如下：
负极：Fe－2e－===Fe2＋(氧化反应)
正极：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)
总反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
如果钢铁表面水膜的酸性较弱，随着氢气的析出，水膜的pH上升，Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2继续与空气中的O2作用，生成Fe(OH)3，进而形成铁锈，这种形成铁锈的方式叫析氢腐蚀。
总之无论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，作为负极的铁都不断地被氧化，且金属腐蚀主要是电化学腐蚀，而电化学腐蚀中吸氧腐蚀又是主要的。
二、金属的电化学防护
1．金属防护原理
金属材料大多易被腐蚀，所以要从金属腐蚀的化学反应原理和金属腐蚀的类型来考虑金属防护的方法。
2．金属防护的措施
(1)表面覆盖保护层
①将电解质溶液改为非电解质，如涂上油漆、矿物性油脂等；②镀上一层纯金属(锌、锡、铬、镍)以改变电极。如：表层镀锌的镀锌铁(俗称白铁皮)破损后，铁为正极，不腐蚀；锌为负极，被腐蚀，可以不断补充锌，保护铁，延长钢铁的使用期。而表层镀锡的镀锡铁(俗称马口铁)，价格虽比镀锌铁低，但表层磨损后，锡为正极，铁为负极，加快了钢铁的腐蚀。此外，还可将铁钝化使之表面形成一层致密的Fe3O4氧化膜。
(2)电化学保护法：
①牺牲阳极的阴极保护法
这种方法通常是在被保护的钢铁设备(如锅炉的内壁、船舶的外壳等)上装上若干锌块，作原电池的负极(阳极)，不断遭受腐蚀，定期拆换，而作为正极(阴极)的钢铁设备就被保护了下来。
②外加电流的阴极保护法
这种方法是将被保护的钢铁设备(如钢闸门)作阴极，用惰性电极作辅助阳极，两者均存在于电解质溶液中，接上外接直流电源。通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面产生负电荷(电子)的积累，抑制了钢铁发生失去电子的作用(氧化反应)，从而防止了钢铁的腐蚀。
(3)用改变金属组成和结构的方法防止金属腐蚀。如铁与铬、镍形成不锈钢。

知识点一　金属的腐蚀
1．关于金属腐蚀的叙述中，正确的是()
A．金属被腐蚀的本质是M＋nH2O===M(OH)n＋n2H2↑
B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化
C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
答案　C
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相接触，腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。A中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀，为M－ne－===Mn＋；B选项中Sn、Fe构成电化学腐蚀，主要是Fe－2e－===Fe2＋，铁先被腐蚀。常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应，发生化学腐蚀。
2．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是()
A．负极发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋
B．正极发生的反应为2H2O＋O2＋2e－===4OH－
C．原电池是将电能转变为化学能的装置
D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
答案　A
解析　由原电池反应式知负极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，所以A对B错；原电池是将化学能转化为电能的装置，C错；根据原电池原理，钢柱在空气与水交界处更容易腐蚀，D错。
2．如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________腐蚀。
(2)若试管内液面上升，则原溶液呈________________性，发生________腐蚀，电极反应式：负极：___________________________________________________________________，
正极：___________________________________________________________________。
(3)若试管内液面下降，则原溶液呈______性，发生________腐蚀。电极反应式：负极________________________________________________________________________，
正极：___________________________________________________________________。
答案　(1)电化学　(2)弱酸性或中　吸氧　2Fe－4e－===2Fe2＋　O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(3)较强的酸　析氢　Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑
解析　根据原电池的构成条件：有两种不同的材料(Fe为负极，碳为正极)，有电解质溶液，形成闭合回路，可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀。根据金属腐蚀的条件、原理及结果可知：试管内液面上升，说明试管内压强减小，试管内气体被吸收所致，是铁钉吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应式；试管内液面下降，说明试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是铁钉的析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应式。
知识点二　金属的防护
3．下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是()
①金属表面涂抹油漆　②改变金属内部结构　③保持金属表面清洁干燥　④金属表面进行电镀　⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜
A．①②③④　B．①③④⑤　
C．①②④⑤D．全部
答案　D
解析　金属的腐蚀主要是电化学腐蚀，题目中①③④⑤中的方法都可以起到避免金属和电解质溶液接触形成原电池的目的；②中如在金属中加入某些其他元素改变金属内部结构也可以起到防腐蚀的效果。
4．下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是()
A．纯银器的表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层不能对铁制品起保护作用
C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
答案　D
解析　纯银器的表面在空气中易生成硫化物失去光泽；当镀锡铁制品镀层破损时，由于铁比锡活泼，形成原电池时，铁作原电池的负极，加快铁的腐蚀；锌比铁活泼，当在海轮外壳上连接锌块后，锌失电子而海轮外壳被保护；要采用电解原理保护金属，应将金属与电源的负极相连，即作电解池的阴极。
练基础落实

1．以下防腐措施中，属于电化学保护法的是()
A．用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜
B．在金属中加入一些铬或者镍制成合金
C．在轮船的船壳水线以下部分，装上一锌锭
D．在金属表面喷漆
答案　C
解析　在轮船的船壳水线以下部分，装上锌能形成铁锌原电池，锌为负极，被腐蚀，铁被保护。
2．铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易发生腐蚀的主要原因可描述为()
A．形成原电池，铝作负极
B．形成原电池，铜作负极
C．形成原电池时，电流由铝经导线流向铜
D．铝质铆钉发生了化学腐蚀
答案　A
解析　金属铝发生的是电化学腐蚀，铝比铜活泼，故金属铝是负极，电流的流动方向与电子的流动方向恰好相反，应是由铜经导线流向铝。
3．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是()
A．负极发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋
B．正极发生的反应为2H2O＋O2＋2e－===4OH－
C．原电池是将电能转化为化学能的装置
D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
答案　A
解析　由原电池反应式知：负极为Fe－2e－===Fe2＋，正极为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，所以A对、B错；原电池是将化学能转化为电能的装置，C错；根据原电池原理，钢柱在空气与水交界处更容易腐蚀，D错。
练方法技巧
4.如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是()
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
答案　B
解析　本题考查了电化学腐蚀中的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，解答时注意电解质的酸碱性。a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错。
5．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的描述不正确的是()
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
答案　B
解析　装置Ⅰ中铁钉处于盐酸的蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降，右侧液面上升；装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，不同的是悬挂铁的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，在这种氛围中构成的原电池会加速铁钉的侵蚀而放出更多的H2，使左侧液面下降得更多，右侧液面上升得更多；装置Ⅲ中虽然悬挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀。
练综合拓展
6．如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
序号内容实验现象
1常温下将铁丝放在干燥空气中一个月干燥的铁丝表面依然光亮
2常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时铁丝表面依然光亮
3常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月铁丝表面已变得灰暗
4将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时铁丝表面略显灰暗
5将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面已变得灰暗
6将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题：
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)________；在电化学腐蚀中，负极反应是________；正极反应是________；
(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是
________________________________________________________________________
______________________________________________________________(答两种方法)。
答案　(1)3、4、5、6
Fe－2e－===Fe2＋(或2Fe－4e－===2Fe2＋)
2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质的存在
(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等
解析　解答第(1)题应注意联系金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的区别，不纯的金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，较活泼的金属失电子而被氧化，分析题中实验可知，实验3、4、5、6发生了电化学腐蚀，其中负极反应是Fe－2e－===Fe2＋，正极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
解答第(2)题时，对比实验1和3可得出湿度增大，可使铁锈蚀速率加快；对比实验3、4可知增大O2浓度可加快铁锈蚀的速率；对比实验4、5可知升高温度可加快铁锈蚀的速率；对比实验5、6可知电解质的存在会使铁锈蚀的速率加快。
第(3)题，为防止铁的锈蚀，根据铁锈蚀的类型，可采用牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，还可把铁制成不锈钢(合金)、亦可采用喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化等方法使铁与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀。

金属的腐蚀与防护

学校临清三中学科化学

第四章电化学基础
第四节金属的电化学腐蚀与防护
一、教材分析
《金属的电化学腐蚀与防护》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第四章第四节，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。
二、教学目标
1．知识目标：
(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。
2．能力目标：
（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。
3．情感、态度和价值观目标：
（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。
三、教学重点难点
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
四、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。
五、教学方法
1．阅读讨论分析探究计算机辅助教学实验辅助教学
2．学案导学：见后面的学案。
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1．学生的学习准备：预习金属的电化学腐蚀内容。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。3．教学环境的设计和布置：四人一组，实验室内教学。课前打开实验室门窗通风，课前准备好如下仪器装置和药品：铁粉碳粉具支试管导管红墨水醋酸NaCl溶液
七、课时安排：1课时
八、教学过程
[引入]在日常生活中，我们经常可以看到一些美丽的金属器皿使用一段时间后会失去表面的光泽。如：铁器会生锈、铜器会长出铜绿。实际上金属的生锈，其主要原因与原电池的形成有关，下面我们就来分析一下金属腐蚀的原因。
[板书]第四节金属的电化学腐蚀与防护
[指导阅读]：引导学生阅读P84—85金属的电化学腐蚀内容，回答下列问题。
1、什么是金属腐蚀？其本质是什么?
2、金属腐蚀有哪些种类？化学腐蚀和哪些因素有关？
3、什么是电化学腐蚀？
[板书归纳]：
一、金属的电化学腐蚀
（一）、金属腐蚀：
1、定义：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。
2、本质：M–ne-→Mn+（氧化反应）
3、类型：化学腐蚀——直接反应电化学腐蚀——原电池反应
（二）、化学腐蚀
1、定义：
2、影响因素：
（三）、电化学腐蚀：
1、定义：
[过渡]：钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，是什么原因？下面我们就来讨论钢铁在潮湿的空气中生锈的原因？
[实验探究]：P85将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，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？吸氧腐蚀

2、类型：
⑴、吸氧腐蚀：中性或酸性很弱或碱性条件下易发生
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=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O
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↑
⑶、析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀吸氧腐蚀
条件水膜呈水膜呈
电极
反应负极（Fe极）
正极（C极）
总反应
联系
3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：
[
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
有无电流有微弱电流产生无电流产生
本质较活泼的金属被氧化金属被氧化
联系两种腐蚀往往发生，但腐蚀更普遍，速度快，危害更重。
[典型例题]：例1、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
⑴、若液面上升，则溶液呈性，
发生腐蚀，电极反应式为：负极：
正极：
⑵、若液面下降，则溶液呈性，发生腐蚀，
电极反应式为：负极：正极：
＊例2、钢铁在锈蚀过程中，下列5种变化可能发生的是（C）
①、Fe由+2价转化为+3价②、O2被还原③、产生H2
④、Fe(OH)3失水形成Fe2O3H2O⑤、杂质碳被氧化除去
A.①②B.③④C.①②③④D.①②③④⑤

[提问]：请大家根据铁生锈的原因，我们可以采取哪些措施防止铁生锈？
二、金属的电化学防护
1、牺牲阳极的阴极保护法
原电池的负极（阳极）的金属被腐蚀
原电池的正极（阴极）的金属被保护
⑴、原理：
⑵、装置图：

[科学探究]：验证牺牲阳极的阴极保护法

原因：
2、外加电流阴极保护法：
⑴、原理：
⑵、装置图：

[过渡]：除此以外还有哪些防护方法？
[归纳小结]：
3、改变金属的内部结构（钢→不锈钢，在钢中加入镍和铬）。
4、覆盖保护膜（涂油漆，电镀，钝化等）。
5、金属被保护的效果比较：
电解池的阴极保护(外加电流阴极保护法)原电池的正极（牺牲阳极的阴极保护法）一
般保护
[典型例题]：例3、为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是（CD）
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.在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极
例4、下列事实不能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.镀锌的铁比镀锡的铁耐用
[解析]：A选项是通过构成Zn—Fe原电池，在船壳上加Zn块构成原电池负极，从而保护船体不被腐蚀。B选项是靠氧化膜保护铝。C选项Zn＋Cu2+====Cu＋Zn2+，生成的Cu与Zn在溶液中构成原电池加快反应的速率。D选项中Zn—Fe原电池Zn为负极，而Fe—Sn原电池中Fe为负极，故前者Zn被氧化保护了铁。答案：B
[问题探究]：探究一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀？为什么？
探究二：纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？如向酸中再加硫酸铜又会什么现象？
三、影响金属腐蚀快慢比较
[典型例题]：例5、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是52134

[结论]：1、原电池正极、电解池阴极受到保护
2、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
九、板书设计
第四节金属的电化学腐蚀与防护
一、金属的电化学腐蚀
（一）、金属腐蚀：
1、定义：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。
2、本质：M–ne-→Mn+（氧化反应）
3、类型：化学腐蚀——直接反应电化学腐蚀——原电池反应
（二）、化学腐蚀
1、定义：
2、影响因素：
（三）、电化学腐蚀：
1、定义：
2、类型：
⑴、吸氧腐蚀：中性或酸性很弱或碱性条件下易发生
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=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O
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↑
⑶、析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：
二、金属的防护
1、牺牲阳极的阴极保护发
正极：要保护的金属负极：比要保护金属活泼的金属
2、外加电流的阴极保护法
阴极：被保护的金属阳极：惰性电极两者均存在于电解质溶液中接上外接直流电源。
十、教学反思
金属的腐蚀及其防护是日常生活中非常普遍、非常常见的现象，也是急待解决的问题。所以本节课应在科学知识的综合性、应用性、实践性上入手，密切联系生活实际，挖掘原电池的原理和组成条件（即金属腐蚀的原理），以及金属的腐蚀防护的重要意义，使学生认识到化学知识与工农业生产、科学实验、日常生活有密切的联系，以激发学生学习化学的兴趣，更重要的是启发学生运用化学知识解决实际问题，从而培养学生的创新精神。

十一、学案设计(见下页)

金属的电化学腐蚀与防护学案

第四节金属的电化学腐蚀与防护学案
学习目标：
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。
学习重点、难点：金属的电化学腐蚀
学习过程：
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。
2、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
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）
3、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跟腐蚀，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，活泼金属被腐蚀得越快。
（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）
练习：1、如右图所示，铁处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中，铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是（填序号）。
2、下列各情况，Fe片被腐蚀由快到慢的是

二、金属的防护
1、金属的防护
覆盖保护膜（涂油漆，电镀，钝化等）
改变金属的内部结构（钢→不锈钢，在钢中加入镍和铬）
电化学保护
牺牲阳极阴极保护法（较活泼金属作极，钢铁作极被保护）
外加电流阴极保护法（外加电流，使钢铁被迫成为极受保护）
练习:如图所示,试管中的铁钉如果在酸性溶液或在食盐溶液中的腐蚀的现
象有何不同?
当堂达标练习：
1、下列有关纯铁的描述正确的是（）
A．熔点比生铁的低
B．与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快
C．在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀
D．在冷的浓硫酸中可钝化
2、下列叙述中正确的是（）
①锌跟稀硫酸制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率②镀层破坏后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀③钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3H2O
A.都正确B.①③C.①D.②③
3、下列事实不能用电化学原理解释的是（）
A.常温条件下，在空气中铝不容易被腐蚀
B.镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐蚀
C.用锌与硫酸制氢气时，往硫酸中滴少量硫酸铜
D.远洋海轮的尾部装上一定数量的锌板
4、X、Y、Z、M代表四种金属，金属X和Y用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有氢气放出；若电解Y2+离子和Z2+离子共存的溶液时，Y先析出；又知M2+离子的氧化性强于Y2+离子。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为（）
A.XZYMB.XYZMC.MZXYD.XZMY
5、钢铁在锈蚀过程中，下列5种变化可能发生的是（）
①Fe由+2价转化为+3价②O2被还原③产生H2④Fe(OH)3失水形成Fe2O3H2O⑤杂质碳被氧化除去
A.①②B.③④C.①②③④D.①②③④⑤
6、如图所示的装置，在盛水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液。
（1）片刻后可看到悬吊的金属圈（填序号）
A.铁圈和银圈左右摇摆不定铁圈银圈
B.保持平衡状态不变
C.铁圈向下倾斜
D.银圈向下倾斜
（2）产生上述现象的原因是。

参考答案：1、D2、B3、A4、A5、C
6、（1）D（2）铁圈、银圈和硫酸铜溶液形成原电池，在正极银圈上有铜生成，质量增大，负极铁圈有损耗，质量减少。

文章来源：http://m.jab88.com/j/112188.html

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