优化方案2013年人教化学选修1全册课件13份打包3章第二节

第二节金属的腐蚀和防护学习目标1.能描述金属腐蚀的类型和化学原理。2.了解影响金属腐蚀的快慢因素。3.知道金属防护的常用方法。4.认识防止金属腐蚀的重要意义。

课堂互动讲练知能优化训练第二节金属的腐蚀和防护课前自主学案一、金属的腐蚀1．定义______或______与周围接触到的气体或液体进行____________而腐蚀损耗的过程。2．本质自主学习课前自主学案金属合金化学反应3．分类化学腐蚀电化学腐蚀定义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不纯的金属(或合金)跟_____________接触时，会发生__________反应，比较活泼的金属______电子而被氧化本质金属被______的过程_____________被氧化的过程现象____电流产生____电流产生电解质溶液原电池失去氧化较活泼金属无有化学腐蚀电化学腐蚀影响因素_______升高会加快化学反应速率金属的________差异相互关系化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多温度活动性4.吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较(以钢铁腐蚀为例)类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜呈弱酸性或中性水膜呈酸性正极反应(C)___________________________________________________负极反应(Fe)_________________________________电池总反应2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑其他反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3Fe(OH)3失水转化为铁锈(Fe2O3·xH2O)O2＋2H2O＋4e－===4OH－2H＋＋2e－===H2↑Fe－2e－===Fe2＋Fe－2e－===Fe2＋二、金属的防护1．影响金属腐蚀的因素(1)金属的性质金属越_______，越易被腐蚀。若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_________________。(2)介质的影响在______的空气中、接触________气体或________溶液，都容易被腐蚀。活泼电化学腐蚀潮湿腐蚀性电解质2．金属的防护方法为什么钢铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？【提示】不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成微小原电池发生电化学腐蚀，主要发生吸氧腐蚀，加快了反应速率。问题探究自主体验解析：选C。活泼金属作负极，铝比铁活泼，铝作负极，C项错误；原电池中电子经外电路由负极流向正极。解析：选A。铝在表面能生成一层氧化铝保护膜，与电化学知识无关。炒过菜的铁锅未清洗易生锈，是因为铁和内部的石墨与未清洗的菜汁形成了原电池，铁被腐蚀而生锈。轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌，是因为形成了原电池后，锌比铁活泼，作负极被腐蚀，船体被保护。镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀，是因为镀锌铁与潮湿的空气形成了原电池后，锌比铁活泼，锌被腐蚀，铁被保护。镀锡铁与潮湿的空气形成了原电池后，铁比锡活泼，铁作负极被腐蚀。3．下列各种方法中：①金属表面涂抹油漆；②改变金属内部结构；③保持金属表面清洁干燥；④在金属表面进行电镀；⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜，其中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是(

)A．①②③④

B．①③④⑤C．①②④⑤D．全部解析：选D。本题防止金属腐蚀的方法大致可分为：改变金属内部结构②；在金属与氧化物间形成隔离①④⑤，保持金属表面干燥③，均为有效的金属防护方法。课堂互动讲练要点一金属的腐蚀1．化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀电化学腐蚀条件金属接触到腐蚀性物质如O2、Cl2等不纯的金属或合金接触到电解质溶液化学腐蚀电化学腐蚀有无电流产生无电流产生有电流产生本质金属失去电子被氧化联系化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，电化学腐蚀更为普遍举例2Fe＋3Cl2===2FeCl3钢闸门连接一锌块；船体水下部分连接一锌块；埋在地下的钢管连接一镁块特别提醒：影响金属化学腐蚀快慢的因素：(1)金属的活泼性，金属越活泼，越容易被腐蚀；(2)氧化剂的氧化性，氧化剂的氧化性越强，浓度越大，腐蚀作用越强；(3)温度，温度越高，腐蚀越容易发生。2．判断金属电化学腐蚀快慢的方法不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成微电池，发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗，金属腐蚀的快慢可从以下两方面进行判断：(1)构成微电池的材料。两极材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率就越快。(2)金属所接触的电解质强弱。活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。如图中a为生铁，A、B两个烧杯中为海水，C烧杯中为1mol·L－1的稀硫酸。例1(1)C中Cu极的电极反应式为________________________________________________________________________。(2)B中Zn极的电极反应式为________________________________________________________________________，Fe极附近溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是________________________________________________________________________。【思路点拨】解答本题需注意以下三点：(1)清楚各个装置的原理。(2)掌握原电池的电极反应式的书写。(3)掌握金属被腐蚀的原理。【解析】

B、C装置为原电池，在原电池中，活泼金属作负极，故B中Fe作正极被保护，C中Fe作负极被腐蚀。【答案】

(1)2H＋＋2e－===H2↑(2)Zn－2e－===Zn2＋增大(3)C＞A＞B【规律方法】比较金属腐蚀快慢的规律(1)金属腐蚀的快慢取决于与金属接触的氧化剂的氧化能力的强弱。氧化剂氧化性越强，金属腐蚀越严重。(2)通常金属腐蚀的快慢类型：原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。(3)当形成原电池时，与以下两因素有关：①与构成原电池的材料有关；②与金属所接触的电解质强弱有关。变式训练1

(2011年石家庄高二检测)埋在地下的输油管道，在下列情况下，被腐蚀的速率最慢的是(

)A．在含铜元素较多的土壤中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．在含碳颗粒较多、潮湿透气的中性土壤中解析：选C。A项中形成了原电池，Fe为负极，Cu为正极，腐蚀速率很快；B中形成了原电池，Fe为负极，C为正极，腐蚀速率较快；D项的情况与B项基本相同；C项既不易形成原电池发生电化学腐蚀，也没有充足的O2和水分，化学腐蚀也不易发生，腐蚀速率最慢。要点二金属的防护金属防腐蚀的常用方法：主要有改善金属的本质，把被保护金属与腐蚀介质隔开，或对金属进行表面处理以及电化学保护等。1．改变金属的内部组织结构例如，把铬、镍等金属元素加入普通钢中制成不锈钢，就大大增强了钢铁的抗腐蚀能力。2．在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品跟周围介质隔离开来，这是一种普遍采用的防护方法。以钢铁的防护为例，根据保护层成分的不同，可分为如下几种：(1)金属的氧化处理将钢铁制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中，加热处理，其表面即可形成一层厚度约为0.5～1.5μm的蓝色氧化膜(主要成分为Fe3O4)，以达到钢铁防腐蚀的目的，此过程称为发蓝处理，简称发蓝。这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性，不影响零件的精度。故精密仪器和光学仪器的部件弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。(2)非金属涂层用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层，称为非金属涂层，也可达到防腐蚀的目的。搪瓷是含SiO2量较高的玻璃瓷釉，有极好的耐腐蚀性能，因此作为耐腐蚀非金属涂层，广泛用于石油化工、医药、仪器等工业部门和日常生活用品中。(3)金属保护层它是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层。前一金属常称为镀层金属。金属镀层的形成，除电镀、化学镀外，还有热浸镀、热喷镀、渗镀、真空镀等方法。3．电化学保护法电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施，使之成为腐蚀电池中的阴极，从而防止或减轻金属腐蚀的方法。(1)牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法是用比被保护金属活泼的金属或合金作阳极，固定在被保护金属上，形成腐蚀电池，被保护金属作阴极而得到保护。(2)外加电流法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。例2日常生产、生活中用到许多金属制品，从实用美观角度考虑选择下列合适的金属材料或保护(防腐蚀)方法，将序号填入下表相应空格中。①不锈钢②白铁(镀锌铁皮)③铝合金④镀铬铁管⑤涂漆⑥镶嵌锌块⑦与直流电源负极相连(阴极保护法)用途选用材料或保护方法菜刀楼梯扶手或阳台护栏水桶航海轮船水闸吊车塔架房门窗框【解析】解答本题除理论联系实际外，还要结合日常观察，综合分析得出结论。菜刀接触潮湿较多，且要求机械强度大，清洁卫生等，故选不锈钢；楼梯扶手、护栏等要求安全美观，经济实惠，故选镀铬铁管；水桶处于潮湿环境，且摩擦碰撞较多，故选镀锌铁皮；航海轮船则采用镶嵌锌块法保护，效果良好；水闸位置固定宜采用阴极保护法；吊车塔架只求坚固防锈且经济，故涂漆保护就可以了；门窗框从轻便美观考虑，可选用铝合金材料。【答案】

①

④

②

⑥

⑦

⑤

③【规律方法】

金属腐蚀的防护措施原理方法适用对象防化学腐蚀使氧化剂与金属隔离包覆塑料层工具或车把涂油漆户外铁制设备涂矿物油机械运转部分电镀精密仪器或设备防电化学腐蚀改变金属内部结构制成不锈钢精密仪器或设备牺牲锌(镁)块牺牲锌(镁)保护铁大型门闸与舰船与外接电源负极相连铁作阴极被保护大型水上设施变式训练2

金属具有良好的导电、导热及延展性