高中化学 专题1 第三单元 金属的腐蚀与防护 苏教选修4

第三单元金属的腐蚀与防护整理ppt课程标准导航1.了解金属电化学腐蚀的原因。2．认识金属腐蚀的危害，了解金属防护的一般方法。整理ppt新知初探自学导引一、金属的电化学腐蚀1．金属腐蚀(1)定义：金属或合金与周围环境中的物质发生________________而腐蚀损耗的现象。(2)实质：金属_______电子被______。自主学习化学反应失去氧化整理ppt(3)类型①化学腐蚀：指金属与其他物质__________发生氧化还原反应而引起的腐蚀。②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生________反应，使较活泼的金属______电子被_______而引起的腐蚀。2．电化学腐蚀(1)吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜______性______或呈____性时，氧气参加电极反应。直接接触原电池失去氧化酸很弱中整理ppt负极：_________________________；正极：_____________________________；总反应：____________________________。Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O，反应的化学方程式为_________________________________、2Fe(OH)3===Fe2O3·nH2O＋(3－n)H2O。2Fe－4e－===2Fe2＋2H2O＋O2＋4e－===4OH－2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)24Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3整理ppt(2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液_______较强，腐蚀过程有_____放出。负极反应：__________________；正极反应：______________________；总反应：____________________________。酸性H2Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑整理ppt想一想1．纯铁片放入稀H2SO4中发生的是析氢腐蚀吗？提示：不是析氢腐蚀而是化学腐蚀，因为没有形成原电池。整理ppt二、金属的电化学防护1．牺牲阳极的阴极保护法将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起，更活泼的金属作____________被腐蚀，作为____________的金属被保护。2．外加电流的阴极保护法阳极(负极)阴极(正极)整理ppt想一想2．电化学防护的实质是什么？提示：电化学防护的实质是把被保护的金属作原电池的正极或电解池的阴极，不参与电极反应，从而不被氧化。整理ppt自主体验1．下列关于金属腐蚀的叙述正确的是(

)A．金属在潮湿的情况下腐蚀，其实质是：2M＋2nH2O===2M(OH)n＋nH2↑B．金属发生化学腐蚀的实质是：M－ne－===Mn＋，金属失去电子，被氧化C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D．金属的电化学腐蚀必须在酸性条件下进行整理ppt解析：选B。金属的腐蚀是普遍现象，不仅有析氢腐蚀还有吸氧腐蚀，电化学腐蚀是化学腐蚀的一种。整理ppt2．下列关于金属的防护方法的说法正确的是(

)A．我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B．给铁件通入直流电，把铁件与电源正极相连接

C．轮船在船壳水线以下常装有一些锌快，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法D．钢铁制品的暖气管管道外常涂有一层沥青，这是钢铁的电化学保护法整理ppt解析：选C。A项涂层破损后金属铁直接暴露在空气中，搪瓷层已不能再对破损部位形成有效的保护；B项中利用的是外加电流的阴极保护法，铁件应与直流电源负极相连接，才能保护铁不被腐蚀；C项是牺牲阳极的阴极保护法；D项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。整理ppt3.如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：(1)铁钉在逐渐生绣，则铁钉的腐蚀属于__________腐蚀。(2)若试管内液面上升，则原溶液呈_____性，发生_____________腐蚀，电极反应：负极：________________，正极：_____________。整理ppt(3)若试管内液面下降，则原溶液呈___________性，发生______________腐蚀，电极反应：正极：_______________，负极：____________________。解析：根据原电池的构成条件，两种不同的材料在有电解质溶液时，若形成闭合回路，即可构成原电池。铁钉实际上是钢制成的，在这种情况下，具备形成原电池的条件，此时发生的腐蚀属于电化学腐蚀。整理ppt根据金属腐蚀的条件、原理及结果可知：试管内液面上升，说明试管内压强减小，气体被吸收所致，是铁钉吸氧腐蚀的结果，据此可写出电极反应；试管内液面下降说明试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是铁钉析氢腐蚀的结果。整理ppt答案：(1)电化学(2)弱酸(或中)吸氧2Fe－4e－===2Fe2＋

O2＋2H2O＋4e－===4OH－(3)较强的酸析氢2H＋＋2e－===H2↑

Fe－2e－===Fe2＋整理ppt要点突破讲练互动探究导引1 你认为硫酸厂附近的金属发生的腐蚀主要是哪一类腐蚀？提示：硫酸厂附近空气中的二氧化硫的含量比其他地方高，导致金属接触的溶液酸性较强，若发生电化学腐蚀则是析氢腐蚀。要点一金属的腐蚀整理ppt探究导引2 现实生活中化学腐蚀与电化学腐蚀哪种更普遍？析氢腐蚀与吸氧腐蚀哪个更普遍？提示：在通常状况下，由于金属不纯或是合金，故在潮湿的空气中电化学腐蚀更普遍。金属表面不会遇到酸性较强的溶液，所以吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式。整理ppt要点归纳1．化学腐蚀和电化学腐蚀的联系和区别金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与干燥气体或非电解质溶液直接接触不纯金属或合金与电解质溶液接触本质金属被腐蚀(氧化)较活泼的金属被腐蚀(氧化)现象无电流产生有微弱电流产生相互关系两种腐蚀往往同时发生，但以电化学腐蚀为主，危害更大整理ppt2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀的联系和区别类型析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性负极反应Fe－2e－===Fe2＋正极反应2H＋＋2e－===H2↑2H2O＋O2＋4e－===4OH－电子如何流动形成电通路Fe失2e－，成为Fe2＋进入溶液，Fe失去的e－流入C极，H＋趋向于C极，与C极上的e－结合成H2放出Fe失2e－，成为Fe2＋进入溶液，Fe失去的e－流入C极，在C极O2获得e－成为OH－进入溶液普遍性吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍整理ppt1．右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和硫酸溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是(

)即时应用整理pptA．生铁块中的碳是原电池的正极B．红墨水柱两边的液面变为左低右高C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－===Fe2＋D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀整理ppt解析：选B。a、b试管中均发生铁的电化学腐蚀，在食盐水中的Fe发生吸氧腐蚀，正极为碳：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，负极为铁：2Fe－4e－===2Fe2＋，由于吸收O2，a管中气压降低；b管中的电解质溶液是酸性溶液，故发生析氢腐蚀，正极：2H＋＋2e－===H2↑，负极：Fe－2e－===Fe2＋。由于放出氢气，b管中气压增大，故U型管中的红墨水应是左高右低，B选项错误。整理ppt探究导引1 电化学防护的实质是什么？提示：电化学防护的实质是把被保护的金属作原电池的正极或电解池的阴极，不参与电极反应，从而不被氧化。要点二金属腐蚀快慢的判断整理ppt探究导引2 影响金属腐蚀的因素有哪些？提示：金属的本性和介质两个方面。就金属本性而言，金属越活泼，就越易失电子而被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。整理ppt要点归纳金属腐蚀的快慢可用下列规律来判断：1．电解原理引起的腐蚀(即电解池的阳极)＞原电池原理引起的腐蚀(即原电池的腐蚀)＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀(即电解池的阴极、原电池的正极及加有镀层的金属等)。反之，防腐蚀措施由好到差的顺序为：外加电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防护条件的防腐蚀法＞无防护条件的防腐蚀法。整理ppt2．活泼性不同的两金属，活泼性越强的金属，腐蚀越快。两电极材料的活泼性差别越大，氧化还原反应的速度越快，活泼金属被腐蚀的速度就越快。3．对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。4．对同一种金属来说，腐蚀快慢的规律如下：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。整理ppt即时应用2．下图所示各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀，腐蚀的速率由快到慢的顺序为(

)整理pptA．⑤②①③④

B．④③①②⑤C．⑤④②①③ D．③②④①⑤解析：选C。判断金属腐蚀的快慢，首先判断该金属是充当原电池的电极还是电解池的电极。电解池的阳极，金属腐蚀最快，其次是原电池的负极腐蚀较快，而作为电解池的阴极和原电池的正极则不被腐蚀。⑤中Fe作为电解池的阳极，腐蚀最快；整理ppt②③④均为原电池，③中Fe为正极不被腐蚀，②④中Fe均为负极被腐蚀，Fe和Cu的金属活动性差别比Fe和Sn大，故④中铁腐蚀较快，其腐蚀的速率由快到慢的顺序为⑤④②①③。整理ppt题型探究权威预测

如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：题型金属的腐蚀与防护例整理ppt序号内容实验现象1常温下将铁丝放在干燥空气中一个月干燥的铁丝表面依然光亮2常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时铁丝表面依然光亮3常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月铁丝表面已变得灰暗整理ppt序号内容实验现象4将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时铁丝表面略显灰暗5将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面已变得灰暗6将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面灰暗程度比实验5严重整理ppt回答以下问题：(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)____________；在电化学腐蚀中，负极反应是____________；正极反应是__________________；(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是____________________；(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是________________(答两种方法)。整理ppt【思路点拨】解答本题应注意以下两点：(1)铁丝中含碳，形成原电池而发生电化学腐蚀。(2)铁丝的腐蚀与接触的条件有关。整理ppt【解析】解答第(1)题应注意联系金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的区别，不纯的金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，较活泼的金属失电子而被氧化，分析题中实验可知，实验3、4、5、6发生了电化学腐蚀，其中负极反应是Fe－2e－===Fe2＋，正极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－。整理ppt解答第(2)题时，对比实验1和3可得出湿度增大，可使铁锈蚀速率加快；对比实验3、4可知增大O2浓度可加快铁锈蚀的速率；对比实验4、5可知升高温度可加快铁锈蚀的速率；对比实验5、6可知电解质的存在会使铁锈蚀的速率加快。整理ppt第(3)题，为防止铁的锈蚀，根据铁锈蚀的类型，可采用牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，还可把铁制成不锈钢(合金)，亦可采用喷油漆、涂油、电镀、表面钝化等方法使铁与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀。整理ppt【答案】

(1)3、4、5、6Fe－2e－===Fe2＋2H2O＋O2＋4e－===4OH－(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质存在(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等整理ppt【名师点睛】金属腐蚀的防护方法有：(1)改变金属的内部组织结构(2)在金属表面覆盖保护层(3)电化学保护法①牺牲阳极的阴极保护法②外加电流的阴极保护法整理ppt热点示例思维拓展铁被腐蚀速率的探究

【经典案例】如图所示，除A烧杯中盛水外，其余烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。整理ppt(1)C中Cu极电极反应式为__________