第四节 金属的电化学腐蚀与防护公开课教案

第一篇：第四节 金属的电化学腐蚀与防护公开课教案

选修4

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第四节 金属的电化学腐蚀与防护

一、教学目标 1．知识与技能目标

（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．过程与方法目标

（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．情感态度与价值观目标

（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.（2）通过课堂探究活动,发展学生的探究能力,学会与人合作,共同研究，探讨科学问题。（3）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。

二、教学重难点

教学重点 金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。教学难点 金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。

三、教学内容安排

（一）本节内容在教材中的地位

“金属的腐蚀与防护”始终是一个世界性的异常棘手的科技难题。本节开篇提供的统计资料——“发达国家每年由于金属腐蚀造成的直接损失约占全年国民生产总值的2%～4%”，远远超过各种自然灾害造成损失的总和，这无疑会给人们一个重要的警示：金属腐蚀，不可等闲视之！金属曾是人类文明发展的历史标志，如铜器时代、铁器时代。在现代社会中，钢铁等金属材料的产量和质量仍是反映国民经济发展水平的重要指标。然而人们对随处可见的金属腐蚀现象早已习以为常，不以为怪。因此，本节教学一方面是让学生了解金属发生腐蚀的原因及现代防腐措施，同时还要让学生知道：防止金属腐蚀，任重道远。

本节处于该章的最后一节，在学习了原电池原理及电解池原理的基础上展开，介绍了金属腐蚀造成的严重危害、电化学腐蚀的原理及防止金属腐蚀的几种方法，重点是掌握金属电化学腐蚀（析氢腐蚀和吸氧腐蚀）的本质（金属表面形成了微型原电池），同时指出，人们根据对金属电化学腐蚀本质的认识，发现了防护金属电化学腐蚀的方法，并具体地介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法,不但运用原电池原理(牺牲阳极的阴极保

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护法)，也再次运用了电解原理(外加电流的阴极保护法),加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。

本节内容是本章理论知识的实际应用，有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

为了拓展学生的知识面与培养他们的合作精神，教科书还安排了一项【实践活动】，要求学生查阅有关防治钢铁腐蚀方法的资料并交流。

（二）学时安排 1课时

附图

教

学

流

程

四、教学资源

1、发挥计算机辅助教学功能，加强教学的直观性

充分利用视频和图片，使抽象问题具体化，降低了学习难度。

2、注意理论在实际中的应用，体现化学知识的社会价值

通过认识实践，再认识，再实践，激发学生学习兴趣。使学生对理论知识不断深化，并应用于生产，生活实际中，认识化学知识的社会价值。

3、充分发挥实验功能,体现学科特色（1）组织学生进行家庭小实验（2）演示实验（3）实验探究

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五、教学方法、学习指导策略 本节内容可大致分为三部分：

揭示金属腐蚀的严重性和危害性→ 分析发生金属腐蚀的原因→探讨防止金属腐蚀的思路和方法。

鉴于金属的电化腐蚀比化学腐蚀更为普遍，也更为严重，教科书中又重点以最常见的钢铁锈蚀为例，剖析了金属的两种电化腐蚀过程——析氢腐蚀和吸氧腐蚀，并重点介绍了金属的电化学防护方法——牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。

（一）实验探究：从生活中的实例入手，引导学生探究金属腐蚀的原因及原理，在此基础上分析教科书中演示实验的实验现象，进一步认识金属的吸氧腐蚀原理。利用师生互动、生生互动的方式，得出金属腐蚀的防护方法。

（二）实际应用：展示学生提供的有关金属腐蚀与金属防护的资料，归纳整理出相关问题并引发讨论→进入电化学腐蚀原理的教学→使学生认识到电化腐蚀的本质→解决实际问题→进入理论应用教学。

（三）充分发挥学生的积极性与主动性：将化学知识与社会生存、发展密切联系起来，激发学生探究化学反应原理的积极性与主动性，提高创造性地解决实际问题能力，体现“从生活中来，到生活中去”的学习理念。

（四）充分利用信息资源，提高学生社会责任感：通过播放视频展示图片，帮助学生对电化学腐蚀与防护形成一些感性认识。利用实验加深对原理本质的理解。通过学生之间的讨论、交流、互动，培养学生自主学习、合作学习的能力。

六、课堂评价建议

1.为了保护地下钢管不受腐蚀，可使它与（）。

A．直流电源负极相连 B．铜板相连

C．锌板相连 D．直流电源正极相连 2.下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是  。

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A 4＞2＞1＞3 B 2＞1＞3＞4 C 4＞2＞3＞1 D 3＞2＞4＞1 3.现有一块镀锌铁板（俗称白铁）和一块镀锡铁板（俗称马口铁），你能预测那种铁板更耐腐蚀？选择必要的试剂，验证你的假想。

第二篇：金属的电化学腐蚀与防护教案

金属的电化学腐蚀与防护 电解原理知识梳理 1.电解原理 电解

使通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起 的过程

电极名称

阳极

和电源相连的电极，发生反应

阴极

和电源相连的电极，发生

电极材料

惰性电极

Pt、Au、石墨

金属电极

除Pt、Au外的金属材料(如Fe、Cu、Zn、Ag等)

电子流向

电源活波→导线→电解池→电解池→导线→电源

离子移动方向

..电解质溶液中阳离子移向

电解质溶液中阴离子移向

离子放电顺序

阳极

金属活泼电极>>>>>含氧酸根

阴极

Ag＋>Fe3＋>>H＋>>>Zn2＋

应用

电解精炼、电镀、氯碱工业、电解制铝

2.电解原理的应用

（1）氯碱工业：用电解饱和NaCl溶液的方法来制取、和，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业。(2）电镀

电镀时，镀件接电源极，镀层金属接电源极。溶液中必须含有一定浓度的，当通电时，阳极。在阴极。(3）铜的电解精炼

电极材料：粗铜板与直流电源正极相连作，纯铜片与直流电源负极相连作。

电解质溶液：用作电解液。

反应原理：阳极粗铜(以及比铜活泼的锌、铁、镍等)被，阴极Cu2＋被；其他Zn2＋、Fe2＋留在溶液中，而比铜活泼性弱的银、金等金属沉积在阳极下面，形成。二．金属的腐蚀与防护

1．金属腐蚀是指金属与周围接触到的空气或液体发生反应而引起损耗的现象。

2．金属腐蚀可以分为和。化学腐蚀是金属跟接触到的氧化性气体或氧化性液体等直接发生化学反应而引起的腐蚀。而电化学腐蚀是指不纯的金属跟溶液接触时，因发生反应而发生的腐蚀。

3．金属发生电化学腐蚀时，可分为腐蚀和腐蚀。两者的本质相同，但正极反应不同，即析氢腐蚀的正极反应为，而吸氧腐蚀的正极反应为。

4.金属防护的措施有：(1)制成，(2)涂盖，(3)牺牲阳极的阴极保护法——，(4)外加电流的阴极保护法——原理。

金属腐蚀快慢顺序：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀 随堂练习

1.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（）A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变 B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小

C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2 D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 2.(2010·原创)关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是（）A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色 B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠

D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 3.(2009·北京理综，6)下列叙述不正确的是（）A．铁表面镀锌，铁作阳极

B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀 C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑

4.如下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关 的判断正确的是（）A．a为负极、b为正极

B．a为阴极、b为阳极 C．电解过程中，d电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度不变

5.下列关于铜电极的叙述正确的是（）A．铜锌原电池中铜是负极

B．用电解法精炼粗铜时，粗铜作阴极

C．在镀件上电镀铜时可用金属铜做阳极 D．电解稀硫酸制H2和O2时铜做阳极 6.(2010·试题调研，江苏南通3月)下列描述中，不符合生产实际的是（）A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极

C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极

7.(2010·试题调研，广东广州3月)用两支惰性电极插入CuSO4溶液中，通电电解，当有1×10－3 mol的OH－放电时，溶液显浅蓝色，则下列叙述正确的是（）A．阳极上析出5.6 mL O2(标准状况)B．阴极上析出16 mg Cu C．阴极上析出11.2 mL H2(标准状况)

D．阳极和阴极质量都无变化

8、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：

（1）若液面上升，则溶液呈性，发生腐蚀,电极反应式为：负极：,正极：（2）若液面下降，则溶液呈性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：，正极：。

9.电解原理在化学工业中有广泛的应用。如右图表示一个电解池，装有电解液c；A、B分别是两块电极板，通过导线与直流电源相连。

(1)若A、B都是惰性电极，电解质溶液c是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在U型管两边各滴入几滴酚酞试液，试判断

①a是________极(填“正”或“负”)，B是________极(填“阴”或“阳”)； ②A电极上的电极反应式为______________________________________，B电极上的电极反应式为______________________________________；

③检验A电极产物的方法是_______________________________________。(2)如用电解法精炼粗铜，电解液c选用CuSO4溶液，则

①A电极的材料是________，电极反应式为________； ②B电极的材料是________，电极反应式为________。

(3)用惰性电极电解CuSO4溶液。若阴极上析出Cu的质量为3.2 g，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为________；常温下，若将电解后的溶液稀释至1 L，则溶液的pH约为________。

第三篇：金属的电化学腐蚀与防护的教案

《金属的电化学腐蚀与防护》教案

复习：我们已经学习了原电池和电解池的原理，请同学们判断下列装置属于哪类电池？判断装置中电极材料及哪极金属有损耗? 这属于哪类电池？判断电极材料及书写电极反应。

学生：讨论并回答问题

讲述：在实际生活、生产中要应用到原电池原理，如手机电池、汽车用的铅蓄电池等各种电池，这是造福于社会、造福于人类的有益的事，但也有不利的方面，比如这两个装置中分别是锌和铁被腐蚀，而带来危害。本节我们来探究：

板书：第四节

金属的电化学腐蚀与防护

引导：请同学们展示你们收集的有关“金属腐蚀”的资料

讲述：通过以上资料表明，因金属腐蚀而产生的危害是很大的，那什么是金属腐蚀呢？ 指导：请同学们阅读教材P84从金属腐蚀到倒数第二段。学生阅读：

学生回答：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 点鼠标：

提问：从金属元素的原子结构角度分析，金属为什么会被腐蚀？ 金属失去了电子。点鼠标：

追问：金属腐蚀分为哪能几类？

学生回答：分化学腐蚀和电化学腐蚀

讲述：通过阅读举出属于化学腐蚀和电化学腐蚀的例子? 学生回答：铁和氯气直接反应而腐蚀，钢管被原油中的含硫化合物腐蚀均为化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中生锈是电化学腐蚀。

设疑： 电化学腐蚀是怎样形成的？它具有哪些特征？ 计论：全班分小组讨论，小组代表小结。问题：

1、电化学腐蚀的形成条件和特征。

2、化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系。小结：填课件中表格

过渡：钢铁在潮湿的空气里所发生的腐蚀，就是电化学腐蚀的最普通的例子。在一般情况下，金属腐蚀大多是电化学腐蚀。

板书：

一、金属的电化学腐蚀

课件：展示图片：船上的铁锚浸泡在海水中，为什么铁与空气接触的位置最容易生锈呢？ 课件：请看演示实验

提问：通过实验可知钢铁生锈的条件是什么？ 学生回答：空气和水

讲解：在潮湿的空气中钢铁表面会形成一薄层水膜，又溶解来自大气中的CO2、SO2、H2S等气体，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。这些微小的原电池遍布钢铁的表面，使钢铁腐蚀 课件：请观看钢铁腐蚀动画

讲解：当钢铁表面水膜的电解质溶液呈酸性，H参与反应生成氢气，发生的是析氢腐蚀；当钢铁表面水膜的电解质溶液呈弱酸性或中性，因溶有一定量的氧气，氧气参与反应而吸收，发生的是吸氧腐蚀。

板书：

1、析氢腐蚀

2、吸氧腐蚀

讲解：析这是析出的析，吸这是吸收的吸，注意区分。

分析：请同学们讨论钢铁发生的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极材料、条件并书写电极反应式。投影：利用表格形式归纳总结析氢腐蚀和吸氧腐蚀的相关知识 设疑：潮湿空气中钢铁易生锈，那铁锈是怎么形成的呢？

讲述：氢氧化亚铁在空气中极易被氧化，生成氢氧化铁，氢氧化铁分解生成氧化铁带N个水，则是铁锈的主要成分。

讲述：通过以上的学习我们了解了金属腐蚀的原因，那我们如何来防护金属腐蚀呢？

应采取哪些防护措施呢？请同学们结合生活中的常识分小组讨论。

小结：学生论谈。

投影总结：(1)改善金属的内部组织结构(内因)——制成合金（不锈钢）

(2)在金属表面覆盖保护层——电镀、油漆、钝化等

过渡：除了以上的保护方法外，能否从电化学原理的角度来分析还有哪些保护方法？请同学们阅读教材。

学生阅读

讲述：金属发生电化学腐蚀的原因是在金属表面形成了原电池，那我们也可以利用原电池原理来保护金属不被腐蚀。下面我们来学习：

板书：

二、金属的电化学防护

提问：给出图片，船身是如何防腐蚀的？ 课件：展示图片并讲解

板书：

1、牺牲阳极的阴极保护法

讲解：原理：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。

讲解：负极和正极是按电势大小划分的，电化学上将发生氧化反应的电极称为阳极，发生还原反应的电极称为阴极。二者是划分标准不同，通常将些种方法称为牺牲阳极的阴极保护法。

回顾：回顾课前复习的电解池，如何利用电解池原理来保护的金属不被腐蚀呢？ 板书：

2、外加电流的阴极保护法 课件：展示图片并讲解

讲解：原理：将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。

小结：通过本节课的学习，我们了解了金属腐蚀的原因是发生了化学腐蚀和电化学腐蚀，主要是电化学腐蚀，电化学腐蚀又分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，以吸氧腐蚀为主。在了解金属腐蚀原因的基础上采取了相应的保护措施，牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。

过渡：为了能很好的理解和掌握本节课所学的知识，并达到学有所用，使理论与实践相结合，我们来解决习题。

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第四篇：《第四章 第四节金属的电化学腐蚀与防护》教学反思

《第四章 第四节金属的电化学腐蚀与防护》教学反思

海南华侨中学高二化学组李冰心

一、课题名称：第四节金属的电化学腐蚀与防护

二、时间：2012-11-26

地点：高二（16）班

参加人员：高二备课组全体人员

本节课通过情境导学法，实验探究法，利用多媒体辅助教学等方式，让学生了解金属腐蚀的原理和危害。通过学习明确金属腐蚀的本质及电化学腐蚀的原理，培养学生节约资源，爱护环境的意识；加深学生对化学与生活密切关系的认识，激发学生的学习兴趣，促进学生科学素养的全面提高。

《金属的电化学腐蚀与防护》选自人教版高中化学选修4《化学反应原理》

第四章第四节。此节内容分《金属的电化学腐蚀》和《金属的电化学防护》两个课时进行，本教学设计针对第一课时《金属的电化学腐蚀》设计。

金属的腐蚀是生活中比较常见的现象，同时也是一个世界性的异常棘手的科技难题。通过让学生提前上网、进图书馆查阅资料图片，培养学生化学信息的收集、整理、分析运用能力。同时，金属的电化学腐蚀可用实验探究法进行教学，形成直观印象，更有利于学生理解知识。在教学难点“析氢腐蚀与吸氧腐蚀”上，充分利用多媒体的优势，用动画演示突破难点。

本节课符合新课标理念，让学生自主探究，解决金属腐蚀的相关问题，独立思考与小组讨论相结合，培养学生的思维能力和合作意识。以实验探究法和多媒体演示法为主线，更能体现以学生为主体的新课标思想。让学生对金属的化学腐蚀和电化学腐蚀有了直观的认识。学生总体反应都不错，但是，本课知识点相对集中，学生基础差的学习有一定困难；同时上课的内容可能多了点，难免上起来有些地方稍微赶了点，体现在练习时间赶了点，以致只能匆匆结尾。以后课件设计时要多考虑学生的总体情况，尽量做到合理而不匆忙。

第五篇：《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计

《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计

三维目标：

知识与技能：1．了解金属腐蚀及其危害。

2．了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。

3．了解金属防护的一般方法，特别是电化学防护的方法。

过程与方法：事例引入，激发兴趣；分组实验，总结结论，典型题例，强化理解。

情感态度与价值观：通过生活事例引发学生思考，体现化学与生活的紧密联系，激发学生的探索精神，并让学生体会到学以致用的科学精神。

教学重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。

教学难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。

教具：提供试剂：锌片 铜片 稀硫酸 氯化钠溶液

提供仪器：水槽 导管 电流表

教学过程：

【事例引入（配合投影）】在我们的生活中经常可以看到这些现象（投影图片）。这些现实均显示：我们辛苦制备的材料，尤其是金属材料在使用中往往会被腐蚀，造成损坏，浪费，甚至引起恶性事故。如：这是位于美国的俄亥俄桥，突然塌入河中，死亡46人。事后调查，是由于桥梁的钢梁被腐蚀产生裂缝所致。又如，这是日本大阪地下铁道的输气管道，因腐蚀而折断，造成瓦斯爆炸，乘客当场死亡75人。

这样的例子举不胜举，可见，金属腐蚀给人类造成的损失有多么巨大。据统计：（投影）。这些数据都说明金属腐蚀造成的损失已经远远超过了各种自然灾害造成的损失的总和。所以我们要有这样的使命感：用自己学过的知识，去研究金属腐蚀的原理，并尝试找出“防止腐蚀的方法”，甚至想想利用腐蚀原理为我们服务。今天这堂课我们就来走进“金属的腐蚀与防护”。

【板书】金属的电化学腐蚀与防护

[预设问题1]

钢铁生锈，铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O 铜器生锈，铜绿的主要成分：Cu2(OH)2CO3

思考：金属腐蚀的本质是什么？

[板书] 第四节 金属的电化学腐蚀与防护

[板书]

一、金属的电化学腐蚀

1、金属的腐蚀

(1)定义：金属原子失电子被氧化的过程

(2)金属腐蚀的本质：M—ne—=Mn+

[实验探究]金属腐蚀的类型

[预设问题2] A、B装置中Zn棒的质量有无变化？

Zn发生了什么反应？

装置中是否有电流形成？

[板书](3)金属腐蚀的类型

[预设问题3] 钢铁在潮湿的空气中为什么在潮湿的空气中比干燥的空气中更易被腐蚀？

[多媒体投影] 钢铁的析氢腐蚀电化学腐蚀示意图

[板书] 析氢腐蚀（酸性溶液）

[指定学生板书] 负极（Fe）：Fe—2e—=Fe2+ 正极（C）：2H++2e—=H2↑

[引导] C装置中发生了什么电化学腐蚀？ [学生实验] 铁的吸氧腐蚀（教材85页实验4-3）

[演示实验]2.铁的吸氧腐蚀的改进实验：投影实验现象

[多媒体投影]实验现象

[板书]析氧腐蚀（中性和弱酸性溶液）

[多媒体投影] 钢铁的吸氧腐蚀电化学腐蚀示意图

[引导] 钢铁吸氧腐蚀时形成的原电池的正负极，写出电极反应方程式：

[板书] 负极（Fe）：2Fe—4e—=2Fe2+ 正极（C）：O2+2H2O+4e—=4OH—

总反应：2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2

[多媒体投影]铁锈形成：4Fe(OH)2+ O2+2H2O=4Fe(OH)3

Fe(OH)3失去部分水成为铁锈,结构疏松，不能起到保护作用。

【引导，并思考幻灯片上提示的问题，并板书】通过对具体实验的分析，我们来实现一次理论的升华。思考以下问题：

1、金属腐蚀的本质是什么？（M-ne=Mn+）

2、根据金属腐蚀的原理，我们可以给腐蚀怎样分类？ 直接接触反应（如1）——化学腐蚀

形成原电池反应（如3、4）——电化学腐蚀【3叫析氢腐蚀，4叫吸氧腐蚀（铁生锈的主要原理）】

3、按照腐蚀分类，哪种腐蚀的危害程度更大？（电化学腐蚀现象更具有普遍性，因为不纯金属多，易形成原电池，并且电化学腐蚀更快）

因为电化学腐蚀更普遍存在，当然危害也更大。比如::耸立在美国纽约港外，高15层楼的自由女神，历来被认为是美国的象征。但自由女神近百年来一直受着一种疾病的折磨。因为它的外壳材料是铜，而支撑整个雕塑的内支架却是铁，在它们之间被浸透油的毛毯隔开。时间长了，毛毯失去了隔离作用，大西洋潮湿的带着盐分的空气不断地向自由女神进攻, 无数的原电池便在自由女神的身上形成，【引导】通过对微观腐蚀原理的探讨，我们应该已经基本明白了金属被腐蚀的原理，那么为了让我们辛苦冶炼出的金属不被无谓浪费，结合生活常识，我们要怎么办？（鉴于金属发生腐蚀的原因，可以从哪些方面设想解决问题的思路？）

【过渡】怎样防护大海中船体的腐蚀？

【板书】

二、金属的电化学防护

【板书】

1、牺牲阳极的阴极保护法 [板书]

2、外加电流的阴极保护法

[引导] 其他金属防护方法

[引导]学生小结本节课重难点、易错点。

[多媒体投影] 课堂练习