高中化學 4.4 金屬制品的防護課件 魯科版選修1.ppt

課題4金屬制品的防護 1 探究金屬腐蝕的化學原理 知道金屬防腐蝕的方法 認識防止金屬腐蝕的重要意義 2 理解原電池的工作原理 加深對金屬化學性質的理解 3 從金屬腐蝕原理到解決防腐蝕方法 培養(yǎng)學生分析并解決實際問題的能力 一 自行車金屬部件為什么易被腐蝕1 鋼鐵的電化學腐蝕 以吸氧腐蝕為例 1 電極反應 負極 正極 2 電池反應 2fe 4e 2fe2 o2 2h2o 4e 4oh 2fe o2 2h2o 2fe oh 2 3 鐵銹的形成 用化學方程式表示 fe oh 2不穩(wěn)定 在空氣中進一步被氧化 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3氫氧化鐵分解生成紅色的 即鐵銹的主要成分 2fe oh 3 fe2o3 3h2o 三氧化二鐵 2 金屬腐蝕的本質及分類 1 本質 金屬原子 變成金屬陽離子 在此過程中金屬被 2 分類 化學腐蝕 金屬與 直接接觸而被腐蝕的過程 電化學腐蝕 金屬在有 存在的情況下發(fā)生 反應發(fā)生的腐蝕 失去電子 氧化 氧化劑 電解質溶液 原電池 二 金屬腐蝕的防護1 常用防護方法 表面加防護層 改變內部結構 電化學保護 2 電化學保護 1 犧牲陽極的陰極保護法 利用原電池原理 如圖 將被保護的金屬與比它更活潑的金屬相連接 構成原電池 使 作負極 又稱陽極 作正極 又稱陰極 活潑金屬 被保護的金屬 2 外加電流的陰極保護法 將被保護的金屬與外加直流電源 相連作陰極 用能導電的惰性材料與電源 相連作陽極 以防止被保護的金屬被氧化 負極 正極 3 自行車金屬部件的防腐蝕 1 給車架 擋泥板 車后座烤上一層漆 2 給鏈條涂上 給軸承涂上 3 將車把 車圈 車輻條進行 4 將車座彈簧用一層 保護 5 采用 作自行車的零部件 機油 凡士林 電鍍 烤藍 合金 三 自行車中的合金材料1 合金 1 概念 由 熔合而成的具有金屬特性的物質 2 常見的合金 常用的鋼鐵材料是鐵的合金 黃銅是銅鋅合金 青銅是銅錫合金 2 自行車中合金材料的選擇自行車材料選用的標準 耐腐蝕 和減震性能好 金屬與其他金屬或非金屬 重量輕 強度高 3 幾種合金材料的比較 1 吸氧腐蝕與析氫腐蝕的比較 水膜酸性較弱或呈中性 水膜酸性較強 2fe 4e 2fe2 fe 2e fe2 2h2o o2 4e 4oh 2h 2e h2 2fe 2h2o o2 2fe oh 2 fe 2h fe2 h2 主要 次要 都是金屬原子失去電子 金屬被氧化 2 犧牲陽極的陰極保護法鋅 鐵和電解質溶液形成原電池 鋅失去電子發(fā)生氧化反應而被腐蝕 鐵作陰極被保護 按照電化學的規(guī)定 發(fā)生氧化反應的一極是陽極 發(fā)生還原反應的一極是陰極 因此 用比鐵活潑的金屬保護鐵不被腐蝕的電化學保護法叫做 犧牲陽極的陰極保護法 3 馬口鐵 鍍錫鐵 破損后 腐蝕速率加快馬口鐵破損后 鐵 錫 電解質溶液形成原電池 鐵比錫活潑 鐵作原電池的負極而被腐蝕 并且比單純鐵腐蝕速率更快 金屬的腐蝕原理 典例1 如圖裝置中 u形管內為紅墨水 a b試管內分別盛有食鹽水和鹽酸溶液 各加入生鐵塊 放置一段時間 下列有關描述錯誤的是 a 生鐵塊中的碳是原電池的正極b 紅墨水水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋遚 兩試管中相同的電極反應式是 fe 2e fe2 d a試管中發(fā)生了吸氧腐蝕 b試管中發(fā)生了析氫腐蝕 思路點撥 解答本題時要注意以下兩點 1 弄清生鐵所處的環(huán)境 應該發(fā)生什么類型的腐蝕 2 兩試管中的氣體的量如何變化 壓強如何變化 解析 選b a為中性環(huán)境 發(fā)生吸氧腐蝕 氧氣被消耗 氣體壓強減小 b中酸性較強 發(fā)生析氫腐蝕 有氫氣放出 氣體壓強增大 所以紅墨水水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟾哂业?故b項錯 方法技巧 解答原電池題目的一般過程 1 畫出原電池的示意圖 2 標出電池的正負極 3 判斷負極 正極上發(fā)生的反應 4 寫出電極反應及電池反應 按照上述歸納 再做一做下面的練習熟悉一下解題流程吧 變式訓練 如圖所示 水槽中試管內有一枚鐵釘 放置數(shù)天后觀察 1 鐵釘在逐漸生銹 則鐵釘?shù)母g屬于 腐蝕 2 若試管內液面上升 則原溶液是 性 發(fā)生 腐蝕 電極反應 負極 正極 3 若試管內液面下降 則原溶液呈 性 發(fā)生 腐蝕 電極反應 負極 正極 解析 由鐵釘生銹所處的環(huán)境知 應該是電化學腐蝕 不會是化學腐蝕 若試管內液面上升 說明氣體減少 應該是吸氧腐蝕 若試管內液面下降 說明有氣體生成 應該是析氫腐蝕 答案 1 電化學 2 弱酸性或中吸氧2fe 4e 2fe2 o2 2h2o 4e 4oh 3 較強的酸析氫fe 2e fe2 2h 2e h2 金屬制品的防護 典例2 下列事實不能用電化學理論解釋的是 a 輪船水線以下的船殼上鑲嵌有一定量的鋅塊b 鍍鋅的鐵制品比鍍錫的鐵制品耐用c 鋁片不需要用特殊方法保存d 鋅跟稀硫酸反應時 滴加少量硫酸銅溶液后 反應速率加快 思路點撥 解答本題時要注意以下兩點 1 金屬的腐蝕常見為化學腐蝕和電化學腐蝕 2 形成原電池后使化學反應速率加快 解析 選c 金屬的腐蝕分兩種情況 一是直接的化學腐蝕 即金屬直接與其他物質反應而腐蝕 二是電化學腐蝕 即能形成原電池的化學腐蝕 a項是犧牲陽極 鋅塊 陰極保護法的防腐措施 b項鍍鋅鐵中 若鍍層破損后 則鋅為負極 鐵為正極 保護了鐵 鍍錫的鐵鍍層破損后 鐵為負極被腐蝕 錫為正極被保護 d項中zn與cuso4溶液反應置換出cu 形成cu zn原電池 使化學反應速率加快 c項是鋁與氧氣反應生成致密的氧化膜 與電化學無關 延伸探究 1 實驗室制取氫氣時采用純鋅好還是粗鋅好 提示 粗鋅好 粗鋅在稀硫酸中形成無數(shù)細小的原電池 使反應速率加快 2 鋁片為什么不需要特殊方法保存 提示 在常溫下 鋁被空氣中的氧氣氧化 在表面形成致密的氧化物薄膜 這層薄膜能阻止金屬繼續(xù)與氧氣發(fā)生反應 警示鐘 鋁片不需