师：本节课我们学习金属的防护。学习目标有两个：第一，根据金属腐蚀的本质，掌握不同金属防腐措施的原理；第二，利用电化学原理，选择并设计防腐措施，进一步增强社会责任感。学新课前，我们来看一组惊人的数字。每年我们要向自然界索取大量金属矿物资源，以提取数以亿吨级的金属。据资料报道，世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料，相当于年产量的20% - 40%。所以，研究金属的防护，可以大大提高我们对金属矿物资源的利用率。下面，我们就一起研究金属的防护措施。

　　要知道防护措施，首先要明确影响金属腐蚀的因素有哪些。大家想一想，总结下来有以下几点：

　　一是金属本身的性质。金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。参考金属活动顺序表，哪种金属最容易被腐蚀，哪种金属最难被腐蚀呢？金属活动顺序表中，钾最容易被腐蚀，金最难被腐蚀。再比如，如果金属中有能导电的杂质，且不如该金属活泼，则容易形成原电池，使金属发生电化学腐蚀。比如，纯铁和生铁哪个更容易被腐蚀？生铁更容易被腐蚀，原因是生铁中含有杂质碳，碳与铁可以作为两个电极，加上生铁表面的水膜作为电解质溶液，就构成了一个小的原电池，加快了腐蚀速度。

　　影响金属腐蚀的因素还有介质。金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。这不难理解，金属接触能腐蚀它的气体、液体等，自然容易被腐蚀。

　　基于这些因素，我们看看常用的金属防护方法有哪些。

　　基于金属本身的性质，我们可以通过改变金属的内部组织结构，增强其耐腐蚀性。实际生活中，如将铁制成不锈钢、钛合金等，都是通过改变金属的内部组织结构，来提高金属的耐腐蚀性。

　　基于金属在一些介质中易被腐蚀，我们可以在金属表面覆盖保护层。比如对金属制品刷油漆、包裹塑料层、覆盖搪瓷、涂上油脂等等。就像一辆自行车，它的很多部件分别采用了不同的方式进行保护，以延长使用寿命。

　　除了以上两种方法，还有其他保护措施吗？我们来看一个思考与讨论。常用的白铁皮是在薄钢板表面镀上一层锌，罐装食品用的马口铁是在薄钢板表面镀上一层锡。若这两种钢铁制品表面出现破损，大家分析说明一下白铁皮、马口铁的腐蚀情况。

　　这里涉及两种金属接触被腐蚀，容易想到电化学。两种金属可做两个电极，表面的水膜可作为电解质溶液。我们来一一讨论。

　　这张图是白铁皮，表面有破损。此时，负极应选用较活泼的金属锌作为反应对象，负极的电极反应式是锌失电子变成锌离子。正极，水膜呈弱酸性或中性，溶解氧得电子加水生成氢氧根。正负极合并得总反应：锌 + 氧气 + 水 = 氢氧化锌。可以发现，铁没有参与任何反应，某种意义上就是牺牲了锌，保护了铁。

　　我们再来看马口铁，即镀锡铁。锡的活泼性比铁更稳定，所以应选铁作为负极，对应的负极电极反应式是铁失电子得到亚铁离子，正极依然是氧气得电子加水生成氢氧根，二者合并得总反应：铁 + 氧气 + 水 = 氢氧化亚铁。此时可以发现，锡并没有被消耗，某种意义上就是牺牲了铁，保护了锡。

　　参考白铁皮和马口铁的情况，大家能不能设计出一种保护金属的方法呢？

　　这种方法就是通过原电池原理，在要保护的金属上连接一种比该金属更易失去电子的金属。简单说，就是在保护金属上连接一种比它活泼性更强的金属，达到牺牲该金属保护原金属的目的，这种方法叫牺牲阳极法。我们来看一个简短的视频，体会一下。

　　（视频实验描述）

　　刚才的实验让我们体会到了牺牲阳极这种保护法。在生活实际生产中，也有大量牺牲阳极法保护金属的例子。比如轮船船身装上锌块，利用牺牲锌块的方法保护船身；钢闸门浸泡在海水中会被腐蚀，我们可以用锌板和钢闸门连接，通过牺牲锌板的方式保护钢闸门。

　　请大家思考一下，假如有工人在保护钢闸门时，没有使用锌板，而错误地使用了铜板，会带来什么后果呢？对，不仅没能保护钢闸门，反而使钢闸门腐蚀得更快。为什么呢？因为铁的活泼性比铜强，此时就变成了牺牲钢闸门来保护铜片。所以，牺牲阳极法一定要连接一个比被保护金属更活泼的金属，否则就适得其反了。