发布者：李荣 发布时间：2018-01-24 浏览数( 1) 【举报】
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
一、教材分析
本节课出自人教版普通高中课程标准实验教科书《化学反应原理（选修四）》第四章第四节。主要包括：金属的电化学腐蚀和金属的电化学防护。重点介绍了金属电化学腐蚀的本质——表面形成微型原电池，进一步讲述了防护金属腐蚀的主要方法，并具体介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。对原电池原理和电解原理的较高层次的应用，加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。
本节课是依托初中“活动与探究”---探究铁钉锈蚀的条件和高中必修2“电化学知识”---原电池基本原理的知识，让学生了解金属腐蚀的原理和危害。既是对氧化还原反应知识的延伸，也是对原电池和电解池知识的深入理解和运用， 既体现了教材循序渐进、由易到难的编排意图，又符合学生的知识水平和认知水平；既分散了难点，又减轻了负担，有利于学生更好的掌握知识。通过学习明确金属腐蚀的本质及电化学腐蚀的原理，认识化学是材料科学发展的基础，以及化学科学的发展对提高人类生活质量所起的积极作用，激发学习化学的兴趣。
二、教学目标
1、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。
2、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。
3、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，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。
(2) 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
金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护
四、教学难点
金属发生吸氧腐蚀的电化学原理
五、教学方法
本节课以“创设情境为纽带，学生活动为主体，教师引导为主导”的情景教学模式。结合教学内容和教学资源，采用小组分工合作、自主学习探究、总结汇报交流的方法。充分发挥学生的潜能，通过生生交流、师生交流，引导学生主动思维，使学生在轻松氛围中学习化学知识，进而提升学生科学素养。
六、课时安排
1课时
七、学情分析
在知识储备上高二学生在初中化学进行过活动与探究《铁钉锈蚀的条件》实验；掌握原电池的基本原理知识及金属的还原性与活泼性关系；在能力水平上具备一定的实验设计能力、实验操作能力、比较归纳能力。而且，本节内容紧密联系实际，学生学习兴趣浓厚，具备了主动探究的原动力。存在的问题是学生对知识的学习只注重表面现象，缺少生活经验，缺乏一定的综合思维能力。
学习化学知识，就是要通过对其理论的探究，来指导我们的生产、生活和社会实践，最终达到学以致用的目的。对金属腐蚀的现象和危害及金属防腐措施，学生有着较为丰富的生活经验，但存在的主要问题是对知识的学习只注重表面现象，缺乏一定的综合思维能力。通过本节学习，有助于学生将感性认识转化为理性认识，从而体会化学学习的价值，更有利于培养学生发现问题、分析问题、联系实际解决问题的能力。
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
[阅读]请同学们阅读课本P84内容回答下列问题：
什么是金属腐蚀？金属的腐蚀有哪几种？
[学生阅读后回答]金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
[板书]一、金属的电化学腐蚀
1、 金属的腐蚀
（1）概念：金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程
[提问]生活中你所了解的金属腐蚀有哪些？
[回答]铁生锈、铜长出铜绿、铝锅出现白色的斑点等。
[提问]金属腐蚀的原因是什么？
[回答]金属由单质变成化合物，使电子被氧化。
[板书]（2）金属腐蚀的本质：M—ne—=Mn+
[讲述]金属腐蚀为失电子，是内因。金属越活泼，越易失电子，越易被腐蚀。金属腐蚀还与外因有关，即与金属接触的介质不同，发生的腐蚀情况也不同。
[板书]（3）金属腐蚀的类型：
①化学腐蚀：金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。例如铁丝在氧气中燃烧、铜在氯气中燃烧等。
[讲述]上面的腐蚀没有形成原电池，还有一类是在腐蚀过程中形成了原电池。
[板书]②电化学腐蚀：不纯金属与电解质溶液接触时比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀。
[引导]请同学们讲述一下钢铁在潮湿的环境中生锈的过程。
[学生]在潮湿的空气中，，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜是含有少量H+和OH—还溶解了O2等气体，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它与钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。
[投影]钢铁的电化学腐蚀示意图
[引导]根据以前所学内容，指出钢铁腐蚀时形成的原电池的正负极，写出电极反应方程式：
[指定学生板书]
负极（Fe）：2Fe—4e—=2Fe2+
正极（C）：O2+2H2O+4e—=4OH—
总反应：2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2
[讲解]Fe(OH)2继续被氧气氧化生成Fe(OH)3，Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈(Fe2O3.xH2O）。这种腐蚀是由于电解质溶液中溶有O2造成的。所以把这种腐蚀叫做吸氧腐蚀。这种腐蚀普遍存在，在电化学腐蚀中为主。如果电解质溶液中有CO2气体或H+时，会有H2放出（析出），所以这种电化学腐蚀也叫做析氢腐蚀。总之，无论是哪种腐蚀，其结果都是水膜中OH—浓度相对增加。
[板书]析氢腐蚀
负极（Fe）：Fe—2e—=Fe2+
正极（C）：2H++2e—=H2↑
[引导]请同学们根据以上学习比较化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系，并填写下表：
[投影]（表中内容学生讨论后再显示）
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化学腐蚀 |
电化学腐蚀 |
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条件 |
金属与氧化剂直接接触 |
不纯金属或合金与电解质溶液接触 |
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现象 |
无电流产生 |
有微弱电流产生 |
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本质 |
金属被氧化的过程 |
较活泼金属被氧化的过程 |
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相互联系 |
化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生 |
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[过渡]金属腐蚀的现象在日常普遍存在，其中电化学腐蚀是造成金属腐蚀的主要原因，为了尽量减少金属腐蚀带来的损失，我们必须研究金属的防护。
【板书】二、金属的防护
【讲述】金属发生电化学腐蚀时作负极的金属总是被腐蚀，而作正极的金属则受到保护。根据这一现象，从原电池角度考虑应如何保护金属。
【学生思考回答，教师板书】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
【引导】以上是利用原电池原理保护金属，下面请同学们思考，如何利用电解池原理来保护金属？
【学生思考回答，教师板书】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。
【讨论】请同学们列举一些日常生活中还有哪些保护金属的例子？
【学生回答】①改变金属的内部结构，制成不锈钢；
②在金属表面覆盖保护层，如喷漆、涂油、电镀等。
【思考题】①为什么镀锡铁在镀层破损后，生锈更厉害？
②用铜铆钉或铝铆钉把两张钢板铆在一起，各将发生什么现象？
【总结】以上是人们根据金属腐蚀原理设计的一些防腐方法，但是还未达到预期的目的，因此，更为理想实用的防腐方法还有待于进一步的研究。
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知 识 结 构 与 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 1、 金属的腐蚀 （1）概念：金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程 （2）金属腐蚀的本质：M—ne—=Mn+ （3）金属腐蚀的类型： ①化学腐蚀：金属与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：不纯金属与电解质溶液接触时比较活泼的金属失电子而被 氧化的腐蚀。 吸氧腐蚀 负极（Fe）：2Fe—4e—=2Fe2+ 正极（C）：O2+2H2O+4e—=4OH— 总反应：2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2 析氢腐蚀 负极（Fe）：Fe—2e—=Fe2+ 正极（C）：2H++2e—=H2↑ 二、金属的防护 1、牺牲阳极的阴极保护发 2、外加电流的阴极保护法 |
九、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。