高中化學(xué) 4.4 金屬制品的防護(hù)課件 魯科版選修1.ppt

課題4金屬制品的防護(hù) 1 探究金屬腐蝕的化學(xué)原理 知道金屬防腐蝕的方法 認(rèn)識(shí)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(duì)金屬化學(xué)性質(zhì)的理解 3 從金屬腐蝕原理到解決防腐蝕方法 培養(yǎng)學(xué)生分析并解決實(shí)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(xué)腐蝕 以吸氧腐蝕為例 1 電極反應(yīng) 負(fù)極 正極 2 電池反應(yīng) 2fe 4e 2fe2 o2 2h2o 4e 4oh 2fe o2 2h2o 2fe oh 2 3 鐵銹的形成 用化學(xué)方程式表示 fe oh 2不穩(wěn)定 在空氣中進(jìn)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(zhì)及分類 1 本質(zhì) 金屬原子 變成金屬陽離子 在此過程中金屬被 2 分類 化學(xué)腐蝕 金屬與 直接接觸而被腐蝕的過程 電化學(xué)腐蝕 金屬在有 存在的情況下發(fā)生 反應(yīng)發(fā)生的腐蝕 失去電子 氧化 氧化劑 電解質(zhì)溶液 原電池 二 金屬腐蝕的防護(hù)1 常用防護(hù)方法 表面加防護(hù)層 改變內(nèi)部結(jié)構(gòu) 電化學(xué)保護(hù) 2 電化學(xué)保護(hù) 1 犧牲陽極的陰極保護(hù)法 利用原電池原理 如圖 將被保護(hù)的金屬與比它更活潑的金屬相連接 構(gòu)成原電池 使 作負(fù)極 又稱陽極 作正極 又稱陰極 活潑金屬 被保護(hù)的金屬 2 外加電流的陰極保護(hù)法 將被保護(hù)的金屬與外加直流電源 相連作陰極 用能導(dǎo)電的惰性材料與電源 相連作陽極 以防止被保護(hù)的金屬被氧化 負(fù)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(jìn)行 4 將車座彈簧用一層 保護(hù) 5 采用 作自行車的零部件 機(jī)油 凡士林 電鍍 烤藍(lán) 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(zhì) 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(biāo)準(zhǔn) 耐腐蝕 和減震性能好 金屬與其他金屬或非金屬 重量輕 強(qiáng)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(qiáng) 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(hù)法鋅 鐵和電解質(zhì)溶液形成原電池 鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕 鐵作陰極被保護(hù) 按照電化學(xué)的規(guī)定 發(fā)生氧化反應(yīng)的一極是陽極 發(fā)生還原反應(yīng)的一極是陰極 因此 用比鐵活潑的金屬保護(hù)鐵不被腐蝕的電化學(xué)保護(hù)法叫做 犧牲陽極的陰極保護(hù)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(zhì)溶液形成原電池 鐵比錫活潑 鐵作原電池的負(fù)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(nèi)為紅墨水 a b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和鹽酸溶液 各加入生鐵塊 放置一段時(shí)間 下列有關(guān)描述錯(cuò)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(yīng)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(diǎn)撥 解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn) 1 弄清生鐵所處的環(huán)境 應(yīng)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(qiáng)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(qiáng)減小 b中酸性較強(qiáng) 發(fā)生析氫腐蝕 有氫氣放出 氣體壓強(qiáng)增大 所以紅墨水水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟾哂业?故b項(xiàng)錯(cuò) 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(biāo)出電池的正負(fù)極 3 判斷負(fù)極 正極上發(fā)生的反應(yīng) 4 寫出電極反應(yīng)及電池反應(yīng) 按照上述歸納 再做一做下面的練習(xí)熟悉一下解題流程吧 變式訓(xùn)練 如圖所示 水槽中試管內(nèi)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(nèi)液面上升 則原溶液是 性 發(fā)生 腐蝕 電極反應(yīng) 負(fù)極 正極 3 若試管內(nèi)液面下降 則原溶液呈 性 發(fā)生 腐蝕 電極反應(yīng) 負(fù)極 正極 解析 由鐵釘生銹所處的環(huán)境知 應(yīng)該是電化學(xué)腐蝕 不會(huì)是化學(xué)腐蝕 若試管內(nèi)液面上升 說明氣體減少 應(yīng)該是吸氧腐蝕 若試管內(nèi)液面下降 說明有氣體生成 應(yīng)該是析氫腐蝕 答案 1 電化學(xué) 2 弱酸性或中吸氧2fe 4e 2fe2 o2 2h2o 4e 4oh 3 較強(qiáng)的酸析氫fe 2e fe2 2h 2e h2 金屬制品的防護(hù) 典例2 下列事實(shí)不能用電化學(xué)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(yīng)時(shí) 滴加少量硫酸銅溶液后 反應(yīng)速率加快 思路點(diǎn)撥 解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn) 1 金屬的腐蝕常見為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕 2 形成原電池后使化學(xué)反應(yīng)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(xué)腐蝕 即金屬直接與其他物質(zhì)反應(yīng)而腐蝕 二是電化學(xué)腐蝕 即能形成原電池的化學(xué)腐蝕 a項(xiàng)是犧牲陽極 鋅塊 陰極保護(hù)法的防腐措施 b項(xiàng)鍍鋅鐵中 若鍍層破損后 則鋅為負(fù)極 鐵為正極 保護(hù)了鐵 鍍錫的鐵鍍層破損后 鐵為負(fù)極被腐蝕 錫為正極被保護(hù) d項(xiàng)中zn與cuso4溶液反應(yīng)置換出cu 形成cu zn原電池 使化學(xué)反應(yīng)速率加快 c項(xiàng)是鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的氧化膜 與電化學(xué)無關(guān) 延伸探究 1 實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時(shí)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(xì)小的原電池 使反應(yīng)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(yīng) 警示鐘 鋁片不需