版新教材化学人教版选择性必修第一册课件第四章化学反应与电能-第三节金属的腐蚀与防护

第四章

化学反应与电能第三节

金属的腐蚀和防护课标解读课标要求素养要求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.了解防止金属腐蚀的措施。3.能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。1.科学探究与创新意识；通过实验科学探究金属腐蚀的本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。2.科学态度与社会责任:认识金属腐蚀产生的危害和影响，树立防止金属腐蚀的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方法。知识点一

金属的腐蚀1.金属的腐蚀（1）定义：金属或合金与周围的①_________________发生②____________而引起损耗的现象。（2）本质：金属原子③_____电子变为阳离子，金属发生氧化反应。氧化还原反应气体或液体失去

2.钢铁的电化学腐蚀项目类别析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性负极正极④___________________________

续表项目类别析氢腐蚀吸氧腐蚀总反应⑤__________________________后续反应

想一想图一、图二是铁钉在不同的水溶液中被腐蚀的实验。（1）图一实验显示数天后，试管内液面上升，解释其原因。

（2）图二实验显示试管内液面稍有下降，则说明发生了什么腐蚀？

知识点二

金属的防护

金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。1.改变金属材料的组成在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金。如普通钢加入①__________________制成不锈钢；②_______________合金不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性。镍、铬钛2.在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品表面喷油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷等；电镀锌、锡、铬、镍等金属；利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。想一想1常用的白铁皮是在薄钢板表面镀上一层锌，罐装食品用马口铁是在薄钢板表面镀上一层锡。若上述两种钢制品的表面出现破损时，白铁皮和马口铁二者相比较，哪种铁腐蚀的速率更快？

马口铁。因为马口铁中铁比锡活泼，发生原电池反应时，铁作负极，腐蚀速率加快；白铁皮中锌比铁活泼，发生原电池反应时，铁作正极，锌被腐蚀，可以起到对铁的保护作用。3.电化学保护法

金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极（阳极）的金属被腐蚀，作为正极（阴极）的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，就不易被腐蚀。（1）牺牲阳极法原理：③___________________原理。要求：被保护的金属作④_______________极，金属活动性更强的金属作⑤_______________极。应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块等。原电池正负（2）外加电流法原理：电解池原理。要求：被保护的金属作为⑥__________极，与电源的⑦____________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。阴负想一想2下列金属防护的方法中，哪些应用牺牲阳极法？①工具转动部位涂油脂②钢铁船身嵌入锌③车圈、车铃钢上镀铬④健身器材刷油漆[答案]②探究点一

化学腐蚀与电化学腐蚀的比较1.金属的化学腐蚀和电化学腐蚀的联系和区别类别化学腐蚀电化学腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀本质金属被氧化而腐蚀较活泼金属被氧化而腐蚀现象无电流产生有微弱电流产生续表类别化学腐蚀电化学腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀反应（以铁腐蚀为例）联系一般情况下两种腐蚀会同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍,危害更大2.金属的腐蚀类题目的解题思路

（4）根据金属活动性顺序分析金属是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀。金属活动性顺序中排在氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀；金属活动性顺序中排在氢后面的金属只发生吸氧腐蚀。1.下面是关于金属（钛）腐蚀的探究实验。实验装置实验编号浸泡液氧气浓度随时间的变化曲线①5②5③7④7

B

B

2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物

B

C

探究点二

金属腐蚀快慢的判断及金属防护的方法1.牺牲阳极法与外加电流法的比较比较项目牺牲阳极法外加电流法是否外接电源否是所用的原理原电池原理电解池原理两个电极的材料正极：被保护金属负极：比被保护金属活泼的金属被保护金属与外接电源的负极相连阴极，惰性电极与外接电源正极相连作阳极保护效果外加电流法的保护效果比牺牲阳极法的保护效果更好保护效果2.金属腐蚀快慢的判断方法（1）对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。（2）金属活动性不同的两金属：金属活动性差别越大，金属活动性强的金属腐蚀越快。（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，且氧化剂的浓度越高，氧化性越强，腐蚀越快。（4）不同原理引起的腐蚀的速率：电解池原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。（5）从防腐措施方面分析腐蚀的快慢：外加电流法防腐＜牺牲阳极法防腐＜有一般防护条件的防腐＜无防护条件的防腐。1.下列对几种常见的金属防腐方法的描述错误的是(

)选项方法对相应方法的描述改变金属内部的组成结构此法实际上是将金属制成合金，增强抗腐蚀能力在金属表面覆盖保护层保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用外加电流法接外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极牺牲阳极法构成原电池，被保护的金属作正极B[解析]若保护层金属的金属活动性大于被保护金属的金属活动性，则保护层破损后，仍然能起到对金属的保护作用。2.[2021山东滨州高二期中]某研究小组为探究铁发生电化学腐蚀的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图甲）从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化结果如图，下列叙述错误的是(

)C

3.如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为_________________。⑤④②①③⑥

4.钢铁在自然界中的腐蚀比较普遍。

吸氧负[解析]海水呈弱碱性，故轮船的钢铁船体在海水中易发生吸氧腐蚀，钢铁与外接电源负极相连，充当电解池的阴极，得到保护。

牺牲阳极法

1.[2021山东泰安高二期中]结合下图判断，下列叙述正确的是(

)A

2.相同材质的铁在下列四种情况下不易被腐蚀的是(

)A.B.C.D.C[解析]A项，铁、铜和食醋构成原电池，铁易失电子作负极，则铁加速被腐蚀；B项，食盐水作电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池的形成条件，铁作负极，碳作正极，则铁加速被腐蚀；C项，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，铁不易被腐蚀；D项，符合原电池的形成条件，酸雨作电解质溶液，铁作负极，则铁加速被腐蚀。3.某同学进行下列实验操作现象放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”，其边缘为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈

D

4.用下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。

C

5.国产航母山东舰已经列装服役，它是采用模块制造然后焊接组装而成的，对焊接有着极高的要求。实验室模拟在海水环境和河水环境下对焊接金属材料使用的影响（如图）。下列相关描述中正确的是(

)D

6.[2021北京高二期末]电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换等方面应用广泛。

（2）下图为钢铁防护模拟实验装置，则铁作_______极，检测钢铁保护效果的方法是：取少量铁电极附近的溶液于试管中，_______________________________________________________，则说明保护效果好。阴

《我在故宫修文物》这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研学小组的兴趣。“修旧如旧”是文物保护的主旨。

（1）过程Ⅰ中参与正极反应的气体是什么？[答案]氧气。

（2）写出过程Ⅰ负极的电极反应式。

ABC

C

B[解析]金属铁的腐蚀中，金属铁可以和溶液中的氢离子直接发生化学腐蚀，铁制品中含有铁和碳，再加上酸雨导致的酸性环境，具备了原电池的构成条件，也会发生电化学腐蚀，故A正确；

3.下列说法中，不正确的是(

)A.生铁比纯铁更易生锈B.钢柱在水下的部分比在空气与水的交界处的部分更易生锈C.用锡焊接铁质器件，焊接处铁易生锈D.生铁在湿润环境中比在干燥环境中更易生锈B[解析]生铁易发生电化学腐蚀，因此生铁比纯铁更易生锈，故A正确；水下比空气与水的交界处空气少，钢柱在水下的部分的腐蚀速率比钢柱在空气与水的交界处的腐蚀速率慢，因此钢柱在空气与水的交界处易生锈，故B错误；用锡焊接铁质器件，形成原电池，铁作负极，因此焊接处铁易生锈，故C正确；生铁在干燥的空气中缺少电解质水，不易生锈，在湿润环境中易生锈，故D正确。

①②③试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀

D

A

D

7（A）[辽宁高三联考]高压直流电线路的瓷绝缘子经日晒雨淋容易出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(

)

C

7（B）[2021辽宁高三联考]（不定项）高压直流电线路的瓷绝缘子经日晒雨淋容易出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(

)

AC

8.[2021北京海淀高二期中]某实验小组利用下列装置探究电解质溶液的浓度对金属腐蚀的影响：装置现象电流计指针不发生偏转电流计指针发生偏转

C

9.[2021北京丰台高二期末]随着现代科学技术的快速发展，防腐蚀技术也在不断提高。Ⅰ.金属的腐蚀原理（1）中性环境中多为吸氧腐蚀，其正极的电极反应为_________________________________。

增大

（4）富锌涂料是使用广泛的防锈底漆，涂层中锌对钢铁保护的原理是___________________________________________________。形成原电池，锌失去电子作负极，铁为正极，被保护

Ⅱ.金属的电化学防护

10.某小组同学利用如下装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验：装置分别进行的操作现象ⅰ.连好装置一段时间后，向烧杯中滴加酚酞________镁片表面产生蓝色沉淀（1）小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了电化学腐蚀。①实验ⅰ中的现象是_____________________。碳棒附近溶液变红[解析]根据题给信息可知，若正极附近出现红色，则产生氢氧根离子，显碱性，证明铁发生了电化学腐蚀；②用化学用语解释实验ⅰ中的现象：_________________________________（用离子方程式表示）。