金属的腐蚀和防护市赛一等奖

探索生活材料第二节金属的腐蚀和防护稻田中学高二化学组金属腐蚀的现象锈蚀的大桥锈蚀的闸门锈蚀的轮船锈蚀的铁链我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2008年全国生产钢材5004880万吨），每年被腐蚀的铁占到钢铁年产量的十分之一，因金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%~4%；约合人民币：6000亿元。金属的腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。金属为什么会被腐蚀？怎样防止金属的腐蚀？问题讨论金属（或合金）为什么会被腐蚀？金属（或合金）与周围接触到的气体或液体进行化学反应而损耗。金属腐蚀的本质是什么？金属阳离子失e-氧化反应金属原子一、金属腐蚀1什么是金属腐蚀2金属腐蚀的分类由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的化学原理不同，一般可分为：化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀—金属跟接触到的物质如O2、Cl2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。受温度的影响较明显。电化学腐蚀—不纯的金属或合金跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应而被腐蚀。比化学腐蚀普遍。科学探究不同条件下铁钉的锈蚀现有洁净无锈的铁钉、试管、植物油、棉花、干燥剂CaCl2、NaCl溶液、CH3COOH溶液和煮沸后迅速冷却的蒸馏水，你也可以选用其他仪器和药品。设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速度较快。实验目的部分同学设计的方案一星期后问题讨论1、为什么方案一和方案二的实验中没有看到铁钉上生成铁锈？而方案三的实验中铁钉上会生锈？常温下，铁在干燥空气中与氧气很难反应；常温下，铁与水不反应。铁在水和氧气共同作用下发生了反应。（即铁生锈的条件）问题讨论2、方案四和方案五中的现象说明了什么？为什么出现这些现象请写出相关的反应吸氧腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀水膜中性或酸性很弱或碱性条件下:负极：Fe-2e-=正极：O22H2O4e-=4OH-电池反应：2FeO22H2O=2FeOH2这是通常钢铁腐蚀的主要形式。铁钉、碳和氯化钠溶液构成原电池。电解质溶液中还有：4FeOH2O22H2O=4FeOH3反应发生。由于氧气参加反应，所以导管中的液柱会上升。Fe2Fe3（此反应中不生成）正极：2H2e-=H2↑负极：Fe-2e-=Fe2电池反应：Fe2H=Fe2H2↑铁钉、碳和醋酸溶液构成原电池。水膜酸性较强时，发生如下反应：由于生成氢气，所以打开止水夹有气泡冒出。析氢腐蚀小结1化学腐蚀和电化学腐蚀化学腐蚀与电化腐蚀的比较:化学腐蚀电化腐蚀条件现象本质联系金属跟接触的物质直接反应不纯金属或合金等跟电解质溶液接触无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍2钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀条件电极反应联系负极：Fe-2e-=Fe2中性酸性很弱或碱性环境酸性较强环境负极：Fe-2e-=Fe2正极：O22H2O4e-=4OH-电池反应：2FeO22H2O=2FeOH2正极：2H2e-=H2↑电池反应：Fe2H=Fe2H2↑都是电化学腐蚀,吸氧腐蚀是钢铁腐蚀的主要形式!家里的铁锅抄菜后忘了清洗和哄干,第二天早上发现铁锅底有红色物质出现,试解释该现象写出所发生的反应讨论与交流铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。1相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。2用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。4当化工厂排出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。说明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。课堂练习1、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：若液面下降，则溶液呈性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：正极：。（2）中性或碱性吸氧Fe–2e-＝Fe2O22H2O4e-＝4OH－酸性析氢Fe–2e-＝Fe22H2e-＝H2↑家用燃气灶放在南极已差不多90年食品罐头一般情况下，温度的升高会加快化学反应速率。因此，温度对化学腐蚀的影响较明显。讨论自行车的不同构件如链条、钢圈、支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施？二、金属的防护思考与交流给链条涂上机油,将钢圈表面镀上一层铬,给支架烤上一层漆,将齿轮镀上一层铬并涂上机油。影响金属腐蚀的因素：1、金属的本性：金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。2、介质：如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼，则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。请根据生活常识以及下图总结金属防护常用的方法，并解释这些方法为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。思考与交流健身器材刷油漆以防锈衣架和电线的外面包上一层塑料层某些工具的“机械转动部位”选用油脂来防锈，为什么不能用油漆自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？请举例说明。用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换制成不锈钢，在金属表面镀一层比要保护的金属更活泼的金属。用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换锌块金属的防护方法1、在金属表面覆盖保护层2、改变金属的内部组织结构3、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刷油漆、涂机油、加塑料层……不锈钢、马口铁、白口铁……牺牲阳极的阴极保护法……小结原理：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。牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极-的阴极保护法示意图：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀？为什么？：纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？如果反应溶液中再加入硫酸铜又会什么现象？课堂练习1、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的电极反应式是（）A、Fe–2e-=Fe2B、2H2e-=H2↑C、4OH--4e-=2H2OO2↑D、2H2OO24e-=4OH-D2、如图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（）A、②>①>③B、③>②>①C、②>③>①FeFeFeSnnA3、下列事实不能用电化学理论解释的是）A、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的锌块B、铝片不用特殊方法保护C、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的CuSO4溶液后速率加快D、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用B4、有a、b、c、d四种金属。将a与b连接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀。将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应强烈。将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。据此判断它们的活动性顺序由强到弱的为：A．a>c>d>bB．d>a>b>cC．d>b>a>cD．b>a>d>cB5、下列叙述正确的是（）A锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶能加快反应速率B镀层破损后，白口铁镀锌的铁比马口铁镀锡的铁更易腐蚀C家用炒菜铁锅出现锈斑的原因是发生了化学腐蚀D吸氧腐蚀时正极放出氧气，析氢腐蚀时正极放出氢气E化学腐蚀速率超过电化学腐蚀速率，析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍A6、以下现象与电化学腐蚀无关的是（）A黄铜铜锌合金制作的铜制品不易被腐蚀B生铁比纯铁容易腐蚀C铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D银制奖牌久置后表面变暗7、下列事实不能用电化学理论解释的是（）A轮船水线下船壳上装一偶一定数量的锌块B铝片不用特殊方法保存C纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的硫酸铜后速率加快D镀锌铁比镀锡铁耐用DB8、下列防腐措施中，属于电化学保护法的是（）A用氧化剂使金属表面生成一层致密稳定的氧化物保护膜B在金属中加入一些铬或镍制成合金C在轮船的船壳水线以下部分装上一些锌D金属表面喷漆C9、埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，腐蚀最慢的是（）A在含铁元素较多的酸性土壤中B在潮湿疏松透气的土壤中C在干燥致密不透气的土壤中D在含碳粒较多的潮湿透气的中性土壤中10、2007广东为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是（）A将青铜器放在银质托盘上B将青铜器保存在干燥的环境中C将青铜器保存在潮湿的空气中D在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜CBD11、下列金属防护的方法不正确的是（）A对健身器材刷油漆以防锈B对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆方法来防锈C用牺牲锌块的方法来保护船身防锈B12、下列各组金属均有导线相连，并插入对应的液体中，其中能组成原电池的是（）ACu|H2SO4（稀）|CBCu|AgNO3（aq）|AgCn|CCl4（稀）|