高中化学选修四：专题一金属的电化学腐蚀与防护

金属的电化学腐

蚀

【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）。 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．过程与方法目标

（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．情感态度与价值观目标

（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。 【教学重点】 金属的电化学腐蚀 【教学难点】 电极反应式的写法 【教学过程】

【引言】：在日常生活中，我们经常会看到金属腐蚀的现象，比方说，削铅笔的小刀，家用的菜刀等等，其中铁生锈是金属腐蚀现象中最常见的一种。你知道何谓金属腐蚀？及其原因吗？

【学生看书讨论】

1. 什么是金属的腐蚀? 有几种分类?金属腐蚀的本质是什么? 2. 化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点是什么? 【板书】：一、金属的腐蚀及其本质 1、概念：

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。

2、实质：金属原子失电子而被氧化 M – ne == Mn+ 3、金属腐蚀的分类：化学腐蚀和电化学腐蚀

[讲述] 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。

特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。 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。 特点：原电池反应，并伴有电流的产生。

在一般情况下，这两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多。

化学腐蚀与电化学腐蚀的比较

化学腐蚀 电化学腐蚀

共同点 M – xe- = Mx+ M – xe- = Mx+

不同点 (1)金属与氧化剂直接得失电子 利用原电池原理得失电子

(2)反应中不伴随电流的产生 反应中伴随电流的产生

(3)金属被氧化 活泼金属被氧化

提问：举例说明什么是化学腐蚀和电化学腐蚀？

过渡：钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀，就是电化学腐蚀最普遍的例子。在一般情况下，金属腐蚀大都是电化学腐蚀。

P23 活动与探究

【板书】：二、电化学腐蚀(以钢铁为例)

归纳分析：钢铁生锈不可缺少的空气和水。钢铁是铁碳合金，在干燥的空气里不易生锈，但在潮湿的空气里，在钢铁的表面会形成一层（溶有O2）电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳在钢铁表面形成无数个原电池，加快了钢铁的腐蚀。根据环境的不同，钢铁的电化学腐蚀可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀。

1. 吸氧腐蚀 (中性或弱酸性溶液)（主要） 负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+ 正极: O2+4e- +2H2O = 4OH-

总式：2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2 离子方程式：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2

4 Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3

2.析氢腐蚀 (酸性较强的溶液)（次要） 负极: Fe – 2e- = Fe2+ 正极: 2H+ + 2e- = H2 ↑ 总式：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑ 交流与讨论

请大家根据铁生锈的原理，思考应采取什么措施防止铁生锈？ 请大家阅读课本Ｐ24-26 三、金属的防护

[讲解]金属防护的方法

(1)在金属表面覆盖保护层如：喷漆、涂油、电镀、覆盖塑料、搪瓷等，烤蓝、电镀Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。 （2）改变金属的内部结构——不锈钢（在钢中加入镍和铬） (3)电化学保护法：利用原电池原理来减少金属腐蚀的方法。 思考：在轮船水面以下的船体上常要焊上锌块或铝块。结合金属腐蚀的条件和轮船本身的材料几所处环境，分析人们这样做的原因 1）牺牲阳极的阴极保护法:用比铁活泼的金属与铁相连构成原电池来保护铁

[讲述]金属腐蚀本质就是金属失电子而被氧化的过程。金属越活泼，金属越易被腐蚀。因此在金属铁上连接一块比它更活泼的金属，发生原电池反应时，失电子的为活泼的金属，而铁被保护。 2）外加电流的阴极保护法 阴极：被保护金属 阳极：不溶性电极

例：下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)2011-9-2713 四、金属腐蚀的快慢判断

（1）影响金属腐蚀快慢的因素

内因：1）金属的活动性：金属越活泼，越容易被腐蚀。 2）纯度：不纯的金属比纯金属更易腐蚀。

电化学腐蚀：两电极活动性差别越大，氧化还原反应速率越大 ，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 AL

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，如生锈 外因： 介质、环境（腐蚀性气体，电解质溶液） （2）规律

在同一电解质溶液中，由电解原理引起的腐蚀＞原电池引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下：

外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法 ＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件