4.3金属的腐蚀与防护 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦金属的腐蚀与防护，涵盖腐蚀本质、类型（化学腐蚀、电化学腐蚀）及防护方法，从铁锈、铜绿现象导入，衔接原电池原理，构建“现象-本质-应用”学习支架，串联化学反应与电能知识。 其亮点是融合科学探究与实践，通过牺牲阳极法实验、铁钉与锌/铜丝对比实验，培养学生观察分析能力。以科学思维指导，对比析氢与吸氧腐蚀电极反应，建构腐蚀速率影响因素模型，强化化学观念，助力学生深化理解，教师可高效教学。

第四章 化学反应与电能 第三节 金属的腐蚀与防护 课时1 金属的防护 选择性必修1 2. 了解析氢腐蚀与吸氧腐蚀，会书写电极反应方程式。 学习目标 本节重点 本节难点 1. 了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害。 2 教师点拨 铁锈主要成分：Fe2O3 • xH2O 铜绿主要成分：Cu2(OH)2CO3 金属腐蚀的现象普遍存在，常常是自发进行的。金属被腐蚀后，在外形、色泽及机械性能等方面就会发生变化。 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+   教师点拨 一、金属的腐蚀 金属/合金与周围的气体/液体发生氧化还原反应引起损耗的现象 (1) 化学腐蚀 金属与其表面接触的一些物质(O2、Cl2、SO2)直接反应而引起的腐蚀 (2) 电化学腐蚀 不纯的金属与电解质溶液接触会发生原电池反应，较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀 温度对化学腐蚀的影响较为明显。 在潮湿的空气，钢铁表面吸附一薄层水膜。水膜中溶有O2、CO2、SO2等气体，在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，跟钢铁的铁和少量的单质碳构成原电池。 腐蚀速率：电化学腐蚀 > 化学腐蚀 教师点拨 钢铁的吸氧腐蚀示意图 正极(C) 总反应 2H+ + 2e− ＝H2↑ Fe + 2H+ ＝ Fe2+ + H2↑ 钢铁的析氢腐蚀示意图 负极 O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 2Fe + O2+2H2O=2Fe(OH)2 正极(C) 总反应 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O Fe－2e- = Fe2+ 在酸性环境中，腐蚀过程中不断有H2放出，故称为析氢腐蚀； 在弱酸性或中性环境中，腐蚀过程中不断吸收O2，故称为吸氧腐蚀。 教师点拨 实验操作 实验现象 实验解释     水膜酸性较强c(H+)较大 氧化性：H+＞O2 氧化性：H+＜O2 水膜酸性较弱/呈中性c(H+)较小 导管中液面上升 两只试管均冒出气泡，且①试管中产生气泡的速率更快 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。 Zn与CuSO4反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成原电池，形成电化学腐蚀，能加快反应速率。 教师点拨 金属腐蚀的速率快慢 (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) 与构成原电池两极的材料有关 (电解池的阳极 > 原电池的负极 > 化学腐蚀 > 原电池的正极 > 电解池的阴极) 同一电解质溶液中 (强电解质中>弱电解质中>非电解质中) 同一种金属在相同浓度不同介质中 (无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的金属腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法引起的金属腐蚀>有外加电流的阴极保护法引起的金属腐蚀) 有无保护措施的腐蚀快慢顺序 同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀速率越快 任务2 探究电化学腐蚀 影响金属腐蚀快慢的因素 本性 温度 浓度 金属越活泼越易腐蚀 温度越高 越易腐蚀 氧化剂浓度越高 越易腐蚀 电化学腐蚀速率＞化学腐蚀速率 电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀 教师点拨 二、金属的防护 (2) 在金属表面覆盖保护层 切断原电池反应 电化学保护 (1) 改变金属材料组成 金属腐蚀的实质 M-ne- = Mn+ 阻止 M-ne- = Mn+ 的发生 金属防护的本质 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。 表面喷涂油漆/油脂，覆盖搪瓷、塑料等； 电镀：表面镀上层锌/锡/铬/镍等 阳极氧化：使铝制品形成致密的氧化膜 教师点拨 (3) 电化学保护法 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，起保护作用；活泼金属作负极，参加反应受到腐蚀。牺牲阳极(原电池负极)，保护阴极(原电池的正极) 牺牲阳极法示意图 钢闸门 (阴极) 海水 锌板 (牺牲阳极) e− e− 找替罪“阳” 牺牲锌块来保护钢闸门，锌块必须定期更换 教师点拨 Fe作保护电极，Zn作辅助电极，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。 Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液(黄色)反应生成带有特征蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀 过一段时间，用胶头滴管从和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1 电流表 阳极 阴极 现象 有关反应 实验2 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] (铁氰化钾)溶液，无明显变化 铁钉 正极(阴极) O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- Zn - 2e- = Zn2+ 锌皮包裹处颜色无变化，裸露的铁钉处出现红色 教师点拨 将1 g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。 结论：铁作正极，被保护不被腐蚀 铜丝 正极(阴极) 铁钉 负极(阳极) Fe - 2e- = Fe2+ 相对活泼的 Fe作负极被消耗，Cu作正极 教师点拨 (2)外加电流法 —电解池原理 原理：被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连。 应用：钢铁闸门、高压线铁架、地下管道连接直流电源的负极。 外加电流法示意图 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.71 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $