第三单元金属的腐蚀与防护

1、课前检测,1、电解原理有哪些应用? 2、写出铜的电解精炼、电解饱和食盐水电极反应式和总反应式。,第三单元 金属的电化学腐蚀和防护,苏教版选修4专题1化学反应与能量变化,29.07.2020,【学习目标】,1了解化学腐蚀和电化学腐蚀的涵义，能解释金属发生电化学腐蚀的原因。 2认识吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件及原理，会书写电极反应式和总反应式。 3通过实验探究防止金属腐蚀的措施，了解常见的防止金属腐蚀的方法及其原理 。,铁锈的主要成分： Fe2O3xH2O,铜器表面生成铜绿,主要成分：Cu2(OH)2CO3,金属腐蚀的现象,锈蚀的大桥,锈蚀的闸门,锈蚀的轮船,锈蚀的楼梯,【小组探究1】金属腐蚀的实

2、质是?什么是化学腐蚀？什么是电化学腐蚀？,思考,金属阳离子,失e-,氧化反应,3、金属腐蚀的类型,化学腐蚀,电化学腐蚀,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,金属原子,2、金属腐蚀的本质：,1、金属腐蚀：,金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。,M ne-Mn+,一、金属腐蚀：,化学腐蚀与电化腐蚀的比较:,金属跟其他物质直接接触,不纯金属或合金 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,【小组探究2】,P23活动与探究 铁的腐蚀实验 观察现象并思考： （1）向铁粉中加入炭粉的作用是什么？ （2）两个实验现象有何差异？ 产

3、生差异的可能原因是什么？ （3）你能表述钢铁腐蚀的过程吗?,实验现象：,装置a中的导管中水柱上升，装置b中的导管中水柱下降。,讨论：导管中的水柱变化说明什么问题？,装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小， a装置中有气体参加反应。 装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。,请大家根据原电池原理，写出电极反应式及电池反应方程式。,a装置中：,负极： Fe - 2e- = Fe2+,正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-,电池反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2,分析：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。,4Fe(OH)2 +O2 + 2H2

4、O =4 Fe(OH)3 Fe(OH)3Fe2O3nH2O（铁锈）,a装置中： 进一步反应：,正极： 2H+ 2e- =H2 ,负极： Fe - 2e- = Fe2+,b装置中:,电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 ,分析： 当钢铁处于酸性气氛中时，易发生析氢腐蚀。,析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。,纯铁片放入稀H2SO4中也有氢气放出，发生的是析氢腐蚀吗？,思考,不是析氢腐蚀而是化学腐蚀，因为没有形成原电池。,烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含 NaCl），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分为Fe2O3nH2O）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么?,解析：属于

5、电化学腐蚀。 因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因为Fe-C-NaCl形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。,思考,析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较,【例题1】下列叙述中不正确的是 A金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍 B钢铁在干燥空气中不易被腐蚀 C用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀 D钢铁吸氧腐蚀的正极反应： O22H2O4e=4OH E船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀,C,3、金属腐蚀快慢的判断： (1)与构成原电池两极的材料有关。两极材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越 ，活泼金属被腐蚀的速度越 。 (2) 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

6、施的腐蚀; 一种金属的腐蚀在强电解质中 弱电解质中 非电解质中,快,快,大于,大于,大于,大于,大于,【例题2】把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞溶液的表面皿中，如下图所示。先观察到酚酞变红现象的区域是 表面皿表面皿 A和 B和 C和 D和,C,【小组探究4】怎样才能防止金属生锈？结合原电池的形成条件，阅读教材2526页，归纳常见金属的防护方法有哪些？,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,给链条涂上机油,将钢圈表面镀上一层Cr,给支架烤上一层漆,将齿轮镀上一层铬并涂上机油。,二、金属的防护方法,1、在金属表面覆盖保护层,2、改变金属的

7、内部组织结构,3、电化学保护法,刷油漆、涂机油、加塑料层,不锈钢、马口铁、白口铁,a.牺牲阳极的阴极保护法,b.外加电流的阴极保护法,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。,1.牺牲阳极保护法,金属的电化学保护,牺牲阳极的阴极保护法示意图,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。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。,外加电流的阴极保护法示意图,探究一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀？为什么？ 探究二、纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？如果向酸中再加入硫酸铜又会什么现象？,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),为了探究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用不同金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置内，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是,A实验结束时，装置左侧的液面一定会下降 B实验结束时，装置一定比装置左侧液面低 C实验结束时，装置中的铁钉腐蚀最严重 D实验结束时，装置中的铁钉几乎