2020-2021學(xué)年高中化學(xué) 第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第3節(jié) 第2課時(shí) 金屬的腐蝕與防護(hù)學(xué)案 魯科版選修4

1、2020-2021學(xué)年高中化學(xué) 第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第3節(jié) 第2課時(shí) 金屬的腐蝕與防護(hù)學(xué)案 魯科版選修42020-2021學(xué)年高中化學(xué) 第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第3節(jié) 第2課時(shí) 金屬的腐蝕與防護(hù)學(xué)案 魯科版選修4年級：姓名：- 8 -第2課時(shí)金屬的腐蝕與防護(hù)1理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，能辨別金屬發(fā)生腐蝕的類型。(重點(diǎn))2了解金屬腐蝕的危害。3掌握防止金屬腐蝕的措施方法。授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第19頁知識點(diǎn)一金屬的腐蝕1定義金屬表面與周圍的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或因電化學(xué)作用而遭到破壞的過程。2本質(zhì)金屬原子失去電子被氧化變成陽離子的過程，其過程可表示為：mne=mn。3分類可分為化學(xué)腐

2、蝕和電化學(xué)腐蝕兩種。自我診斷(1)金屬腐蝕的過程中未發(fā)生化學(xué)變化。()(2)金屬的腐蝕過程也就是金屬失去電子被還原的過程。()(3)化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的過程中都會有電流產(chǎn)生。()知識點(diǎn)二金屬的電化學(xué)腐蝕1定義當(dāng)兩種金屬相接觸且又同時(shí)暴露在潮濕空氣里或與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，由于形成原電池而發(fā)生腐蝕。2實(shí)質(zhì)被腐蝕金屬成為原電池的負(fù)極被氧化。3鋼鐵的電化學(xué)腐蝕類別吸氧腐蝕析氫腐蝕條件水膜酸性不強(qiáng)水膜酸度較高正極反應(yīng)o22h2o4e=4oh2h2e=h2負(fù)極反應(yīng)fe2e=fe2自我診斷生活中金屬的電化學(xué)腐蝕中析氫腐蝕與吸氧腐蝕哪個(gè)更普遍些？為什么？提示吸氧腐蝕。金屬活動(dòng)性順序表中氫以前的金屬是在一些水

3、膜酸性較強(qiáng)的情況下才發(fā)生析氫腐蝕的，氫以后的金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕，且生活中金屬表面形成的水膜酸性一般較弱甚至呈中性，故以吸氧腐蝕為主。知識點(diǎn)三金屬的防護(hù)1本質(zhì)阻止金屬被氧化。2方法(1)保護(hù)層法：在金屬表面加上一層保護(hù)層將金屬與外界隔開。油漆、搪瓷、陶瓷、瀝青、塑料、橡膠等非金屬材料或電鍍金屬都可作為保護(hù)層。(2)電化學(xué)保護(hù)法抑制金屬單質(zhì)失去電子犧牲陽極保護(hù)法原電池原理：將還原性較強(qiáng)的金屬作為保護(hù)極，與被保護(hù)金屬相連構(gòu)成原電池，被保護(hù)金屬作為正極就可以避免腐蝕。陰極電保護(hù)法電解池原理：自我診斷在相同條件下，鍍鋅鐵與鍍錫鐵的鍍層均破損后，哪種鐵腐蝕得更快？提示鍍錫鐵。鍍層破壞后，鍍鋅鐵與鍍錫鐵均

4、易形成原電池，由于金屬活動(dòng)性：鋅鐵錫，故前者鋅做負(fù)極，鐵被保護(hù)，而后者鐵做負(fù)極加快腐蝕。授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第19頁要點(diǎn)一金屬的腐蝕典例1利用如圖裝置探究鐵在海水中的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)。下列說法不正確的是()a若x為鋅棒，開關(guān)k置于m處，可減緩鐵的腐蝕，采用了犧牲陽極保護(hù)法b若x為鋅棒，開關(guān)k置于n處，x極的反應(yīng)：4oh4e=o22h2oc若x為碳棒，開關(guān)k置于n處，可減緩鐵的腐蝕，采用了外加電流陰極保護(hù)法d若x為碳棒，開關(guān)k置于m處，x極的反應(yīng)：o24e2h2o=4oh解析：x為鋅棒，k位于m時(shí)，為原電池，鋅為負(fù)極，被腐蝕，保護(hù)了鐵，a項(xiàng)對；x為鋅棒，開關(guān)k置于n處，為電解池，鋅棒為活性陽極

5、，zn2e=zn2，b項(xiàng)錯(cuò)；若x為碳棒，開關(guān)k置于n處，為電解池，鐵棒作陰極，被保護(hù)，c項(xiàng)對；若x為碳棒，開關(guān)k置于m處，為原電池，鋼鐵的吸氧腐蝕，x極：o24e2h2o=4oh，d項(xiàng)對。答案：b1化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕含義金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕不純金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子而被氧化的腐蝕電子得失金屬直接將電子轉(zhuǎn)移給具有氧化性的物質(zhì)活潑金屬將電子間接轉(zhuǎn)移給氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)電流無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生腐蝕對象金屬單質(zhì)較活潑金屬相同點(diǎn)二者均發(fā)生氧化還原反應(yīng)，金屬被氧化實(shí)例mg、al等金屬直接與o2、cl2等反應(yīng)鋼鐵在潮濕的空氣中

6、被腐蝕2.析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鐵腐蝕為例)區(qū)別與聯(lián)系析氫腐蝕吸氧腐蝕相同點(diǎn)腐蝕的本質(zhì)被腐蝕金屬為原電池的負(fù)極，其原子失去電子變成金屬陽離子，發(fā)生氧化反應(yīng)電極反應(yīng)式負(fù)極：fe2e=fe2不同點(diǎn)條件水膜酸性較強(qiáng)水膜呈很弱的酸性、中性或堿性電解質(zhì)溶液溶有co2、so2的水溶液,溶有o2的水溶液氧化劑ho2電極反應(yīng)式正極：2h2e=h2正極：o24e2h2o=4oh產(chǎn)物h2fe(oh)21如圖裝置中，u形管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液(呈酸性)，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紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋遚兩試管中相同的電極反

7、應(yīng)式是：fe2e=fe2da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕解析：a、b兩支試管內(nèi)由于溶液酸堿性不同發(fā)生不同類型的電化學(xué)反應(yīng)，再依據(jù)相關(guān)反應(yīng)式進(jìn)行判斷。生鐵塊中的鐵比含有的碳活潑，在形成的原電池中充當(dāng)負(fù)極，電極反應(yīng)為fe2e=fe2，碳充當(dāng)正極，在發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)電極反應(yīng)為o22h2o4e=4oh，在發(fā)生析氫腐蝕時(shí)電極反應(yīng)為2h2e=h2，故a、c項(xiàng)正確。a試管中盛裝nacl溶液為中性環(huán)境，故生鐵塊發(fā)生吸氧腐蝕，氧氣被消耗，試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)降低；b試管內(nèi)盛裝nh4cl溶液，酸性較強(qiáng)，發(fā)生析氫腐蝕，產(chǎn)生h2，試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，故紅墨水柱兩邊的液面應(yīng)左高右低，故b項(xiàng)錯(cuò)，d項(xiàng)對。答案：b要

8、點(diǎn)二金屬腐蝕的規(guī)律典例2分別放置在如圖所示裝置(都盛有0.1 moll1的鹽酸)中的四個(gè)相同的純鋅片，腐蝕最快的是()解析：a項(xiàng)中純鋅被腐蝕速率較慢；b項(xiàng)為原電池，zn作正極，被保護(hù)；c項(xiàng)為原電池，zn為負(fù)極，被腐蝕；d項(xiàng)為電解池，zn為陰極，被保護(hù)。答案：c1不同類型腐蝕快慢的規(guī)律電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防護(hù)措施的腐蝕。2電化學(xué)腐蝕規(guī)律(1)對同一種金屬來說：強(qiáng)電解質(zhì)溶液弱電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液。(2)對活動(dòng)性不同的兩種金屬：活動(dòng)性差別越大，活潑金屬腐蝕越快。(3)對同一種電解質(zhì)溶液來說：電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快；氧化劑濃度越高，腐蝕越快。(4)對于不同氧化劑來說

9、：氧化性越強(qiáng)，金屬腐蝕越快。2下列表面上鍍有金屬保護(hù)層的鐵板，當(dāng)鍍層損壞使鐵板裸露后，在相同條件下最耐腐蝕的是()a鍍鋅鐵板(白板)b鍍錫鐵板(馬口鐵)c鍍銀鐵板 d鍍銅鐵板解析：答案：a實(shí)驗(yàn)探究金屬腐蝕的條件典例某學(xué)生在a、b、c、d四只小燒瓶中分別放入干燥的鐵絲、浸過食鹽水的鐵絲、浸過清水的鐵絲、食鹽水及鐵絲(并使鐵絲完全浸沒在食鹽水中)。然后裝配成如圖所示的四套裝置，每隔一段時(shí)間測量導(dǎo)管中水面上升的高度，結(jié)果如下表(表中所列數(shù)據(jù)為導(dǎo)管中水面上升的高度/cm)所示。時(shí)間/小時(shí)00.51.01.52.02.53.0a瓶(盛干燥鐵絲)0000000b瓶(浸過食鹽水的鐵絲)00.41.23.45

10、.67.69.8c瓶(浸過清水的鐵絲)0000.30.82.03.5d瓶(盛完全浸沒在食鹽水中的鐵絲)0000000(1)為什么有的導(dǎo)管中水面會上升？_。(2)上述實(shí)驗(yàn)中，鐵生銹的速率由大到小的排列順序?yàn)?填小燒瓶的字母編號)_。(3)影響鐵生銹的因素除氧氣外，還有_。(4)日常生活中常見到鐵制品生成鐵銹，試寫出鐵制品生成鐵銹(fe2o3xh2o)的化學(xué)方程式_。解析：鋼鐵在食鹽水中會形成原電池，負(fù)極反應(yīng)為fe2e=fe2；正極反應(yīng)為2h2oo24e=4oh。由于鋼鐵腐蝕過程中消耗了o2，使瓶內(nèi)氣體的物質(zhì)的量減少，壓強(qiáng)減小，致使導(dǎo)管中水面上升。產(chǎn)生的fe2和oh結(jié)合成fe(oh)2：fe22oh=fe(oh)2，fe(oh)2進(jìn)一步氧