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第四章第三节 金属的腐蚀与防护（1）
课标
要求
能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。通过实验探究防止金属腐蚀的措施。
模块学
习要求
1.能简要说明金属发生电化学腐蚀的原理，认识金属腐蚀的危害。
2.知道要防止金属发生电化学腐蚀，关键在于阻止金属成为原电池的负极，避免它发生阳极氧化而溶解。
3.能列举防止金属腐蚀的主要措施
4.了解氧化还原反应在金属腐蚀与防护中的应用。
01 目标分析
宏观辨识 微观探析
证据推理模型认知
实验探究
创新意识
探究电化学腐蚀的本质
发展学生微观探析的水平
通过实验探究电化学腐蚀的的工作原理，建立电化学腐蚀的模型
发展模型认知水平
通过学生分组实验
培养学生的科学探究和创新意识
通过分析和解决生活中的实际应用
培养科学态度与社会责任
科学精神
社会责任
实验探究和创新意识
02
教学目标
教学目标与评价目标
1
2
教学重难点
探究金属电化学腐蚀原理，建立电化学腐蚀的模型
探究金属电化学腐蚀原理
建立电化学腐蚀的模型
教学重点:
教学难点:
河南博物馆的镇店之宝——玉柄铁剑
金属腐蚀：金属或合金与周围的气体或液体发生发生氧化还原反应而引起的损耗
金属腐蚀的本质：M-ne-=Mn+
江西省博物馆的镇店之宝——青铜虎
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
江西省博物馆铁器文物
问题：人类文明经历了青铜器时代,然后为铁器时代,为什么在博物馆里却很少见到用铁制造的完好之物
铁具有比较强还原性，很容易被腐蚀。
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
任务一
金属腐蚀的分类
问题：在纯zn与稀硫酸反应的中，加入几滴硫酸铜溶液，生成H2的速率会怎样。
学生分组实验一
取一块打磨好干燥洁净的锌片放入培养皿中，在两个不同的位置同时滴入同浓度的1滴稀硫酸，并向其中的1滴滴加1小滴的硫酸铜溶液
结论：加入硫酸铜溶液后，化学反应速率加快。在同等条件下原电池反应速率更快。
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
金属化学腐蚀和电化学腐蚀
项目
条件
有无电流的产生
腐蚀的本质
两者的关系
化学腐蚀
电化学腐蚀
与氧化剂直接接触反应
不纯的金属与电解质溶液接触
无电流产生
有电流产生
金属被氧化
活泼金属被氧化
往往同时发生，电化学腐蚀更普遍，同条件下电化学腐蚀速率更快
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
点此输入公司名称
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
任务二
探究钢铁在中性电解质条件下腐蚀的原理
钢铁在中性电解质条件下腐蚀的氧化剂？
猜想 ：空气中的氧气做氧化剂
猜想 ：水电离出的氢离子做氧化剂
1
2
实验药品：湿巾 饱和氯化钠溶液 铁粉 碳粉 锥形瓶 导管 品红溶液 u型管 橡胶塞（接有两根短的导管） 镊子
装置如下图
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
将湿巾浸泡在饱和的食盐水中取出，铁粉和碳粉的混合物铺在湿巾正反两面上。
现象
产生这种的现象原因
u型右侧的液面高于左面的液面。
消耗了气体，使得锥形瓶内的压强在减小.
结论：氧化剂是O2
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
学生分组实验二
探究腐蚀的类型
实验药品
铁钉、石墨棒、 烧杯、 电流表、 饱和氯化钠溶液
实验操作
1、一根鳄鱼夹接铁钉，一根鳄鱼夹接石墨（三根学生的铅笔芯合在一起）
2、在烧杯中加入饱和氯化钠溶液
3、将铁钉和石墨电极放入烧杯中，接铁钉的鳄鱼夹另一端与电流表的黑线相连，接石墨的鳄鱼夹另一端与电流表红线相连。
电流表指针发生偏转
结论：形成了原电池，发生了电化学腐蚀
现象：
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
探究产物
预测电极产物
负极：猜想1：Fe2+
猜想2：Fe3+
正极：猜想1：H20
猜想2: OH-
为加快这个实验的反应的速率，可以采取什么方法？
提高氧气的浓度、加热等
学生分组实验三
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
4、在石墨电极的附近加入5-6滴5%的过氧化氢溶液（电流保持在5-10mA）
5、当烧杯内溶液颜色看到变化后再进行大约1分钟,(整个实验大概5分钟)
6、断开鳄鱼夹与电流表的接口，取出两根电极
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
现象 结论
电流表指针发生偏转
形成了原电池
加入过氧化氢后电流表示数增大
进一步说明O2在石墨电极得电子，增大了O2的浓度，反应速率加快。
溶液的颜色由无色变为浅黄色
可能是三价铁离子，氢氧化铁胶体 亚铁离子
资料卡片
检验Fe2+的灵敏的方法
试剂：铁氰化钾溶液 K3【Fe（CN）6】
反应离子方程式：
K++【Fe（CN）6】3- + Fe2+ =K Fe【Fe（CN）6】
蓝色沉淀
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检验 产物 操作 现象
Fe3+
Fe(OH)3
Fe2+
OH-
取负极的少许溶液于试管中，加入1-2滴KSCN溶液。
无红色溶液生成
用激光笔横向垂直照射烧杯。
能看到一条光亮的通路
取负极附近区的少许溶液于试管中，加入1-2滴铁氰化钾溶液。
无蓝色沉淀生成
取正极附近区的少许溶液于试管中，加入1-2滴酚酞液。
无看到红色象
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
实验药品：酚酞 KSCN溶液 铁氰化钾溶液 激光笔
再探产物
向培养皿中放入一块干燥的铁片，在三个不同的位置滴入一滴饱和的氯化钠溶液，
分别向3滴饱和溶液中滴加酚酞，kSCN溶液，K3【Fe（CN）6】溶液。
学生分组实验四
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
检验产物 现象
OH-
Fe3+
Fe2+
酚酞变红
无明显现象
蓝色沉淀
问题：那氢氧化铁胶体是怎么生成的。
氢氧化亚铁被氧氧化生成的
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
吸氧腐蚀的原理
吸氧腐蚀的原理模型构建
宏观现象
微观过程
电极反应物
电极产物
负极
电子导体
离子导体
正极
原理维度
装置维度
铁
Fe
OH-
得电子
碳棒
O2
Fe2+
失电子
导线
氯化钠溶液
e-
阳离子
阴离子
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符号表征铁在中性环境中腐蚀的过程
负极
正极
总反应
负极 Fe-2e-=Fe2+
正极O2+4e- +2H2O=4OH-
2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2
4Fe（OH）2 +O2+2H2O=4Fe（OH）3
吸氧腐蚀
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
2Fe（OH）3 = Fe2O3 .XH2O + (3-x) H2O
铁锈的主要成分
Fe（OH）3胶体
Fe（OH）3沉淀
铁锈Fe2O3 .XH2O
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
探究在钢铁在酸性环境下腐蚀的原理
任务三
请预测分析电极反应和总反应
负极 Fe -2e- = Fe2+
正极 2H+ +2e- = H2
总反应：Fe + 2 H+ = Fe2+ + H2
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
装置如下图
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
将湿巾浸泡在PH=5HCL溶液中取出，铁粉和碳粉的混合物铺在湿巾正反两面上。
实验药品：湿巾 PH=5盐酸 铁粉 碳粉 锥形瓶 导管 品红 u型管 橡胶塞（接有两根短的导管）
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
PH=1盐酸 重复此实验
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
宏观现象与微观探析
现象
产生该现象的原因
总反应
电极反应
u型管右侧的液面升高，左测的液面在下降
生成了气体，使得试管内的压强在增大
Fe + 2 H+ = Fe2+ + H2
负极 Fe -2e- = Fe2+
正极 Fe -2e- = Fe2+
析氢腐蚀
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
宏观现象
微观过程
电极反应物
电极产物
负极
电子导体
离子导体
正极
原理维度
装置维度
铁
Fe
OH-
得电子
碳棒
O2
Fe2+
失电子
导线
氯化钠溶液
e-
阳离子
阴离子
吸氧
H2
得电子
H+
析氢
酸溶液
电化学腐蚀原理模型构建
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
用PH=5的盐酸做实验时开始一段时间分中无明显现象的原因？
吸氧腐蚀的程度和析氢腐蚀的程度差不多。
无论在酸性环境还是在中性环境或者碱性条件下，吸氧腐蚀一直存在，在强酸性环境中发生析氢腐蚀，吸氧腐蚀被抑制。
资料显示
总结：吸氧腐蚀和析氢腐蚀是一种竞争关系。
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
任务四
归纳小结
浓度
性质
反应
影响
决定
电解质酸性较强
氧化性H+>O2
析氢腐蚀
电解质酸性较弱、中性，碱性
氧化性H+吸氧腐蚀
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
任务五
解决问题
博物馆保存铁器文物要求相对湿度0-40%、环境相对湿度日波动小于5%的稳定环境中。原因是什么？从腐蚀的原理分析。
防止在铁的表面形成水膜，阻断形成电解质溶液来防止形成电化学腐蚀的吸氧腐蚀
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
问题：水膜中的电解质溶液如何形成的。
CO2等气体
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
博物馆的选址一般有什么特点？
周围无闹市区和工厂
产生比较多的CO2、SO2、H2S的酸性气体
为什么不建在闹市区和或者有工厂的周围？
如果我们的博物馆设在释放CO2、SO2、H2S等 酸性气体多的环境中会发生什么腐蚀？
析氢腐蚀和化学腐蚀
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
任务六 正确看待腐蚀
金属腐蚀的应用
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
镁合金心血管支架，怎么就和我们的腐蚀有关系呢？
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
情景导入 概念构建 探究原理 解决问题 拓展应用
知识总结
1、金属腐蚀的分类
2、吸氧腐蚀的条件和原理
3、析氢腐蚀的条件和原理。
课后作业
请上网查询铁器文物为了更好的保全它的全貌，文物修复师需要对它们如何修复和保护，并给铁器文物写一份保护手册。
完成相应的配套资料的练习。
感
谢
指
导

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