2023学年完整公开课版电化学腐蚀

第三单元金属的腐蚀与防护生产生活中，金属腐蚀带来的损失非常严重！建筑物坍塌、管道泄漏、船体损坏、火灾、爆炸……第三单元金属的腐蚀与防护[问题1]什么是金属腐蚀，本质是什么？金属腐蚀有哪些危害？

在我国，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀造成的损失占到国内生产总值的2%~4%。

化学腐蚀

电化学腐蚀

条件

现象

本质

关系金属与氧化剂直接接触不纯金属与电解质溶液接触无电流有微电流金属被氧化较活泼金属被氧化

都是金属被氧化（两种腐蚀同时发生,但以电化腐蚀为主，且快）[问题2]金属腐蚀分哪几种情况？请进行对比。[问题4]填表比较析氢腐蚀和吸氧腐蚀ab条件正极反应负极反应电池反应溶液反应水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性2H++2e-==H2↑O2+2H2O+4e-==4OH-析氢腐蚀吸氧腐蚀Fe-2e-==Fe2+Fe-2e-==Fe2+Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2Fe+2H+==Fe2++H2↑Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O[问题3]P23实验分析实验现象？1、海轮更容易被腐蚀，是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，电化学腐蚀更易进行。2、氧气稀薄；南极的温度常年在0℃以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行。3、是由于铁与铜及空气中的水蒸气构成了原电池，铁作电池的负极，因此更容易腐蚀而生锈。4、因为铁制品在酸性条件下比在中性条件下更易被腐蚀。[问题5]回答《反应原理》P25“交流与讨论”1．下列叙述中正确的是（）①锌跟稀硫酸制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率②镀层破坏后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀③钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·xH2OA．都正确B．①③C．①D．②③2．以下现象与电化学腐蚀无关的是（）A.黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿B.生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈C.铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈D.银制奖牌久置后表面变暗巩固练习3．钢铁在锈蚀过程中，下列5种变化可能发生的是（）①Fe由+2价转化为+3价，②O2被还原，③产生H2，④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·H2O，⑤杂质碳被氧化除去

A．①②B．③④

C．①②③④D．①②③④⑤4.几种腐蚀速率的比较电解腐蚀_______原电池腐蚀_________化学腐蚀_______有防腐措施的。（填“大于”、“小于”或“等于”）bCFeFe海水CFeCFe海水海水海水大于大于大于[问题1]铁被腐蚀与什么物质有关？本质是什么？[问题2]怎样才能防止铁生锈？最简单的方法是什么？[问题3]根据你的生活经验，你知道生活中有哪些措施采取了覆盖保护层的方法防止铁生锈？空气、电解质溶液铁发生氧化反应隔绝空气和水。表面覆盖保护层。

表面覆盖保护层。如：表面涂油或油漆、喷塑、表面覆盖搪瓷；

表面镀锌、锡、镍等，易形成氧化膜；表面生成氧化膜。组成合金。如：不锈钢（含有铬、硅、镍等合金元素的合金钢）交流与讨论：书P25（1）牺牲阳极的阴极保护法：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示意图[问题4]除了覆盖保护层外，还有哪些保护金属的方法，分别利用什么原理?请举例说明。用于保护海轮外壳、石油管道等（2）外加电源的阴极保护法：

辅助阳极（不溶性）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。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。2：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出；B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）1：下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和1mol/L硫酸；B.A.纯锌和1mol/L硫酸；纯锌和18mol/L硫酸；C.粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。D.（D

）练习3：下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)小结

在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀

防腐措施由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件1.将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是A．液滴中的Cl―由a区向b区迁移B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH―形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e－=

Cu2＋B2、下列实验现象预测正确的是

A.实验I:电流表A指针偏转，碳棒上有红色固体析出B实验II:电流表A指针偏转，铁极上有无色气体产生C.实验III:碳棒上有无色气体产生，铁极上有黄绿色气体产生D.实验IV:粗铜溶解，精铜上有红色固体析出

AD3、金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是

a．Fe2O3

b．NaCl

c．Cu2S

d．Al2O3（2）辉铜矿（Cu2S）可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+2H2O，该反应的还原剂是

，当1molO2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为

mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是

。

（3）右图为电解精炼银的示意图，

（填a或b）极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为

。

（4）为处理银器表面的黑斑（Ag2S），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，Ag2S转化为Ag，食盐水的作用为

。案（1）bd

（2）Cu2S；4；氢气

（3）a；NO3－+3e－＋4H+＝NO↑+2H2O

（4）做电解质溶液，形成原电池。4、小组按图1所示的装置探究铁的吸氧腐蚀。

完成下列填空：

（1）图2是图1所示装置的示意图，在图2的小括号内填写正极材料的化学式；在方括号内用箭头表示出电子流动的方向。

（2）写出正、负极反应的方程式。正极：

，负极：

。

（3）按图1装置实验，约8分钟才看到的导管中液柱上升，下列措施可以更快更清晰地观察到液柱上升的是

。a．用纯氧气代替具支试管内的空气b．用食盐水浸泡过的铁钉再蘸取铁粉和炭粉的混合物c．用毛细尖嘴管代替玻璃导管，并向试管的水中滴加少量红墨水（4）升高温度可以加快化学反应速率，建议用酒精灯加热具支试管。这一措施

（填“可行”或“不行”）（5）有同学观察到图1装置在组装时就会使导管中液面低于试管中液面，导致实验时导管中液柱上升需要更多的时间。图1装置组装时，使导管中液面低于试管中液面的原因是

。消除这一现象的简单操作是

。

(1)（2）正极：2H2O+O2+4e→4OH

–

负极：Fe-2e→Fe2+

（3）a

b

c

（4）不行