1.4 金属的腐蚀与防护 课件-2026-2027学年高二上学期化学鲁科版选择性必修1

该高中化学课件聚焦金属腐蚀的本质与分类，通过“锈迹斑斑”联想质疑和暖宝宝生活情境导入，引导学生设计实验探究电化学腐蚀原理，构建从现象到本质的学习支架，衔接化学腐蚀与电化学腐蚀的区别。 其亮点是以科学探究与实践为核心，通过暖宝宝实验（验证原电池反应、氧气参与、电极产物）培养科学思维，模型建构（吸氧/析氢腐蚀的电极反应、原电池构成）深化化学观念。采用情境-实验-模型教学方法，小结清晰，助力学生提升探究能力，为教师提供优质教学资源。

　金属的腐蚀与防护 鲁科版选择性必修一第1章第4节 第1课时： 探秘“蚀”之本质 【联想质疑】 锈迹斑斑 2 1.概念： 一、金属腐蚀 燃气灶的中心部位易生锈 与O2直接反应 化学腐蚀 潮湿环境很容易生锈 在潮湿的空气中 ？ 2、分类 金属表面因与周围的物质发生氧化还原反应而遭到破坏的现象叫金属腐蚀。 思考： 1.保暖贴快速发热的原理是什么？ 2、在发热过程中，其主要成分分别起什么作用？ 寒冬救星——暖宝宝 01 任务一：探秘暖宝宝 【实验1】验证钢铁腐蚀中存在原电池反应 可供使用的实验药品、仪器有:铁钉、石墨棒、饱和食盐水、U型管、导线、灵敏电流计等 请同学们设计实验，验证你的推测，并画出实验装置图，预测实验现象 实验设计 实验现象 电流计指针发生偏转 钢铁腐蚀中存在原电池反应。 得出结论 01 任务一：探秘暖宝宝 6 结合实验现象，思考以下问题: 原电池构成 负极材料 正极反应物 正极材料 离子导体 暖宝宝工作 负极反应物 模型建构——金属腐蚀 氯化钠溶液 Fe C O2 Fe 7 实验2：证明有氧气参与 任务一：探秘暖宝宝 01 实验步骤 实验现象 1、在试管内加入适量水，并滴加 2-3滴红墨水。 2、剪开保暖贴，将少量内部成分 倒入小纸槽中 3、将纸槽中的粉末加入具支试管 中，迅速塞紧塞子。 4、如图连接好仪器，将末端导管 插入水中，静置，观察现象。 实验步骤 实验现象 1、在试管内加入适量水，并滴加 2-3滴红墨水。 2、剪开保暖贴，将少量内部成分 倒入小纸槽中 3、将纸槽中的粉末加入具支试管中，迅速塞进塞子。 4、如图连接好仪器，将末端导管 插入水中，静置，观察现象。 导管内水柱上升 任务一：探秘暖宝宝 请你根据实验结果书写电极反应和总反应。 实验2：证明有氧气参与 任务一：探秘暖宝宝 预期转化 选取试剂 预测现象 Fe ？ O2 ？ 实验3：验证电极产物 K3[Fe(CN)6] 酚酞 蓝色沉淀] 变红 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓ Fe2+遇到K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀，可用来检验Fe2+ 知识支持 得出结论 转化路径： Fe2+ Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3﹒nH2O 【宏观现象】 【模型认识——吸氧腐蚀】 负极：Fe - 2e- = Fe2+ 正极：O2 + 4e- + 2H2O=4OH- 总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 Fe2O3∙nH2O 条件：水膜呈弱酸性、中性或碱性 在潮湿的环境中，铁和其中的杂质碳以及它表面的水膜构成了很多微小原电池，铁失电子被氧化，生成含氧化合物。环境消耗的物质主要是氧气，因此这种腐蚀也称为“吸氧腐蚀。” 符号表征： CONTENTS 目录 目录 CONTENTS 【微观本质】 负极材料 正极反应物 正极材料 离子导体 原电池构成 吸氧腐蚀 Fe（或其他金属） C O2 水膜（中性或弱酸性） 【模型认识——吸氧腐蚀】 CONTENTS 目录 目录 CONTENTS 完善电化学模型图 溶液 蓝色沉淀 14 钢铁在潮湿的空气里，表面凝结一层水膜，形成电解质溶液，与铁和铜形成无数原电池，铁为负极，铜为正极。 负极： Fe -2e- = Fe2+ 正极： O2 + 4e-+2H2O=4OH- 思考：某地区酸雨排放导致水膜的酸性增强，铁的腐蚀产物是否会受到影响？如果会，你预测产物为？ 模型应用——铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈 【交流探究】如果在水膜酸度较高的特殊环境（如某些工厂附近的酸性气氛）中，铁钉的腐蚀原理又是怎样的呢？ 任务二 探究金属在酸性环境的腐蚀原理 请书写电极反应 CONTENTS 目录 目录 CONTENTS 【模型认识——析氢腐蚀】 在水膜酸度较高的特殊环境中，正极反应可能主要是H+被还原成氢气而析出，这时所发生的腐蚀称为“析氢腐蚀”。 正极：2H+ + 2e- == H2↑ 负极：Fe－2e- == Fe2+ 总反应：Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑ 条件：水膜呈强酸性 CONTENTS 目录 目录 CONTENTS 析氢腐蚀和吸氧腐蚀都是由于形成原电池而使金属发生了腐蚀，这种腐蚀就是金属的电化学腐蚀。 17 参考资料思考： 1.当pH=6.0时，压强和溶解氧如何变化？可能的原因是？预测发生的反应是？ 2.当pH=2.0时，压强和溶解氧如何变化？对比pH=6.0时的压强和溶解氧曲线，你认为导致两者不同的原因是？pH=2.0时发生的反应主要是？ 【资料在线】配制pH=6.0，4.0，2.0的酸溶液，连接装置如图甲，利用传感器测量压强(P)与溶解氧（DO）分别和时间的变化曲线，生成图像如图乙、丙所示 模型应用-析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较 浓度 性质 反应 影响 决定 水膜酸性较强 c(H+)较大 水膜酸性较弱或呈中性、碱性 c(H+)较小 氧化性 H+＞O2 析氢腐蚀 2H+ + 2e− = H2↑ 氧化性 H+＜O2 吸氧腐蚀 O2 + 4e− + 2H2O = 4OH− pH=2.0、 pH=6.0 Q1：如何快速判断是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀？ Q2：哪类电化学腐蚀更普遍？ Q3：酸性较强的环境中，什么类型的金属会发生析氢腐蚀？ 析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较 吸氧腐蚀 负极材料 正极反应物 正极材料 离子导体 Fe（或其他金属） C/Cu等 O2 水膜 原电池构成 析氢腐蚀 Fe（或其他金属） C/Cu等 H+ 水膜（酸性较强） 水膜（酸性较弱或中性、碱性） 电化学腐蚀 化学腐蚀 金属腐蚀 直接接触反应 金属电化学腐蚀的根本原因 M - ne- = Mn+ 模型建构—— 归纳小结——金属腐蚀 金属腐蚀 的实质 金属的腐蚀 种类 原理 区别 腐蚀速度 联系 金属原子失去电子被氧化而消耗的过程：M-ne-=Mn+ 化学腐蚀 电化学腐蚀 金属和其它物质直接接触发生氧化还原反应引起的腐蚀 不纯金属或合金发生原电池反应较活泼的金属失电子引起的腐蚀 直接发生氧化还原反应 发生原电池反应 腐蚀过程无电流产生 有电流产生 金属直接被腐蚀 较活泼金属被腐蚀 电化学腐蚀>化学腐蚀 往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大 （生产生活中使用更多的是合金或不纯的金属） 21 学习评价 1．某学生为研究金属腐蚀的条件，用金属丝把三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中，放置一星期后观察现象，下列描述错误的是 (　　) A．装置Ⅰ的U形管铁钉一侧的液面一定会上升 B．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 C．比较U形管铁钉一侧的液面：装置Ⅰ比装置Ⅱ的低 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没有被腐蚀 C 学习评价 2.研究小组将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)，从胶头滴管中滴入醋酸溶液，容器中的压强随时间的变化曲线如图2，下列说法不正确的是(　　) A.铁粉发生反应：Fe－2e－===Fe2＋ B.t1～t2时碳粉上发生了还原反应 C.0～t1时压强增大的原因一定是铁 发生了析氢腐蚀 D.t2时，容器中压强明显小于起始压强，原因是铁发生了吸氧腐蚀 C 本节小结：一、金属电化学腐蚀的原理 1.定义：金属表面因与周围的物质发生氧化还原反应而遭到破坏的现象。 金属阳离子 失e- 氧化反应 金属原子 3.金属腐蚀的本质：金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）。 M – ne-→Mn+ 2、类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 24 本节小结：一、金属电化学腐蚀的原理 CONTENTS 目录 目录 CONTENTS 谢谢指导 谢谢 $