選修四同步學(xué)案第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)Word版

1、優(yōu)選文檔優(yōu)選文檔PAGEPAGE15優(yōu)選文檔PAGE第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐化與防范【今日目標(biāo)】1.從原電池原理解析金屬發(fā)生電化學(xué)腐化的原因及危害。2用原電池、電解池的原理采用措施，防范金屬腐化?！緦W(xué)習(xí)過程】一、金屬的電化學(xué)腐化1.金屬的腐化金屬腐化是指金屬與周圍的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)看法而引起耗費的現(xiàn)象特色金屬被腐化后，在外形、色彩以及機(jī)械性能方面會發(fā)生變化實質(zhì)金屬腐化的實質(zhì)是金屬失去電子變成陽離子，發(fā)生氧化反應(yīng)金屬的化金屬與接觸到的干燥氣體(如O2、Cl2、SO2等)或非電解質(zhì)液體(如學(xué)腐石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐化腐化類蝕型電不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)，

2、比較活化學(xué)潑的金屬失去電子而被氧化的腐化。電化學(xué)腐化比化學(xué)腐化更寬泛，腐化危害更大2.電化學(xué)腐化(1)析氫腐化含義：金屬表面的電解質(zhì)溶液酸性較強，腐化過程有H2放出。電極反應(yīng)：負(fù)極：Fe2e=Fe2正極：2H2e=H2總反應(yīng)：Fe2H=Fe2H2(2)吸氧腐化含義：鋼鐵表面吸附的水膜，酸性很弱或呈中性、堿性時，氧氣參加。電極反應(yīng)電極反應(yīng)：負(fù)極：2Fe4e=2Fe2正極：O22H2O4e=4OH總反應(yīng)：2FeO22H2O=2Fe(OH)【思慮】鋼鐵發(fā)生吸氧腐化生成Fe(OH)2，最一生成鐵銹的原因是什么？(用化學(xué)方程式表示)【提示】4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3F

3、e2O33H2O二、金屬的電化學(xué)防范1.犧牲陽極的陰極保護(hù)法應(yīng)用原電池原理，讓被保護(hù)金屬作正極，另找一種爽朗性較強的金屬作負(fù)極。2外加電流的陰極保護(hù)法利用電解池原理，把被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極，用惰性電極作為輔助陽極，兩者在電解質(zhì)溶液里，接外加直流電源?！舅紤]】電化學(xué)防范的實質(zhì)是什么？【提示】把被保護(hù)的金屬作原電池正極或電解池陰極，三、化學(xué)腐化與電化學(xué)腐化的比較化學(xué)腐化電化學(xué)腐化金屬跟接觸到的干不參加電極反應(yīng)，從而不被氧化。(主要)不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)燥氣體或非電解質(zhì)液體定義生原電池反應(yīng)，比較爽朗金屬原子失去電等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而子而被氧化引起的腐化。引起的腐化吸氧腐化(主析氫腐化

4、要)條件金屬與非金屬(非電解質(zhì))直接接觸水膜中溶有O2，呈極弱酸性或水膜酸性較強中性有稍微電流產(chǎn)差別無電流產(chǎn)生生負(fù)極：Fe2e=Fe2反應(yīng)式2Fe3Cl2=2FeCl3正極：2H2O正極：2H2e24e=H2O=4OH兩種腐化經(jīng)常同時發(fā)生，電化學(xué)腐化比化學(xué)腐化更寬泛、危害更聯(lián)系大?；瘜W(xué)腐化與電化學(xué)腐化誠然發(fā)生腐化的過程不相同，但其實質(zhì)相同，都是金屬元素被氧化?！舅紤]】純鐵和生鐵分別與等濃度的鹽酸反應(yīng)，哪一種反應(yīng)更快？【提示】生鐵(由于形成原電池)自然界中，鋼鐵的腐化以哪一種形式為主？【提示】電化學(xué)腐化。例1、如何防范鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點內(nèi)容。為研究鐵銹蝕的影響因素，某同學(xué)做了以下研究實驗

5、：序內(nèi)容實驗現(xiàn)象號干燥的鐵絲表面仍舊光常溫下將鐵絲放在干燥空氣中一個月亮2常溫下將鐵絲放在潤濕空氣中一小時鐵絲表面仍舊光明3常溫下將鐵絲放在潤濕的空氣中一個月鐵絲表面已變得慘淡4將潤濕的鐵絲放在常溫的氧氣流中一小時鐵絲表面略顯慘淡5將潤濕的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時鐵絲表面已變得慘淡將浸過氯化鈉溶液的鐵絲放在高于常溫的氧氣鐵絲表面慘淡程度比實6流中一小時驗5嚴(yán)重回答以下問題：(1)上述實驗中發(fā)生了電化學(xué)腐化的是(填實驗序號)_；在電化學(xué)腐化中，負(fù)極反應(yīng)是_；正極反應(yīng)是_；(2)由該實驗可知，能夠影響鐵銹蝕速率的因素是_；(3)為防范鐵的銹蝕，工業(yè)上寬泛采用的方法是_(答兩種方法)?！窘馕?/p>

6、】解答第(1)題應(yīng)注意聯(lián)系金屬的化學(xué)腐化與電化學(xué)腐化的差別，不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸，因發(fā)生原電池反應(yīng)，較爽朗的金屬失電子而被氧化，解析題中實驗可知，實驗3、4、5、6發(fā)生了電化學(xué)腐化，其中負(fù)極反應(yīng)是Fe2e=Fe2，正極反應(yīng)是O22H2O4e。=4OH解答第(2)題時，比較實驗1和3可得出濕度增大，可使鐵銹蝕速率加快；比較實驗2、4可知增大O2濃度可加快鐵銹蝕的速率；比較實驗4、5可知高升溫度可加快鐵銹蝕的速率；對比實驗5、6可知電解質(zhì)的存在會使鐵銹蝕的速率加快。第(3)題，為防范鐵的銹蝕，依照鐵銹蝕的種類，可采用犧牲陽極的陰極保護(hù)法、外加電流的陰極保護(hù)法，還可把鐵制成不銹鋼(合金)、亦可

7、采用噴油漆、涂油脂、電鍍、表面鈍化等方法使鐵與空氣、水等物質(zhì)隔斷，以防范金屬腐化?！敬鸢浮?1)3、4、5、6Fe2e=Fe2(或2Fe4e=2Fe2)2H2OO24e=4OH(2)溫度、濕度、O2的濃度、電解質(zhì)存在(3)電鍍、烤藍(lán)等表面覆蓋保護(hù)層，犧牲陽極的陰極保護(hù)法、外加電流的陰極保護(hù)法等(答案合理即可)例2用鋁制飯盒盛放醋酸，一段時間后，飯盒被腐化，該種腐化屬于_，反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為_，若用鋁制飯盒盛放食鹽水，一段時間后，飯盒被腐蝕，這種腐化屬于_，反應(yīng)原理是_(寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式)?！窘馕觥夸X制飯盒盛放醋酸，鋁與醋酸直接反應(yīng)使鋁氧化而耗費，屬于化學(xué)腐化，鋁制飯盒盛食鹽水時

8、，則能形成原電池，所以發(fā)生的是電化學(xué)腐化?！敬鸢浮炕瘜W(xué)腐化2Al6CH3COOH=2Al(CH3COO)33H2電化學(xué)腐化負(fù)極：4Al12e=4Al3，正極：6H2O3O212e=12OH總反應(yīng)方程式：4Al6H2O3O2=4Al(OH)3四、金屬腐化快慢的判斷以及金屬的防范1判斷金屬腐化快慢的規(guī)律(1)電解原理引起的腐化原電池原理引起的腐化化學(xué)腐化有防范措施的腐化。(2)對同一種金屬來說，腐化的快慢：強電解質(zhì)溶液弱電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液。(3)爽朗性不相同的兩種金屬，構(gòu)成原電池活動性差別越大，腐化越快。(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，一般是電解質(zhì)溶液濃度越大，腐化越快。2金屬的防范改變金屬內(nèi)部

9、結(jié)增強抗腐化能力不銹鋼構(gòu)護(hù)層金屬表面覆蓋保涂礦物油、油漆或覆蓋搪瓷、塑料鍍抗蝕金屬電鍍、熱鍍、噴鍍法用化學(xué)方法使其表面形成一層致密的氧化膜，金屬的鈍化外加電流的陰極保護(hù)法電化學(xué)保護(hù)法犧牲陽極的陰極保護(hù)法【思慮】把生鐵放在水中與放在食鹽水中，哪個腐化的快？【提示】食鹽水中。輪船的外殼裝有鎂合金或鋅塊，其作用是什么？【提示】保護(hù)船體。例2、鋼鐵很簡單生銹而被腐化，每年因腐化而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。(1)鋼鐵腐化主若是吸氧腐化，該腐化過程中的電極反應(yīng)式為：正極：_，負(fù)極：_。(2)為了降低某水庫的鐵閘門被腐化的速率，能夠采用甲圖所示的方案，其中焊接在閘門上的固體資料R能夠采用_。A銅

10、B鈉C鋅D石墨乙圖所示的方案也能夠降低鐵閘門的腐化速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的_極?！窘馕觥?1)發(fā)生吸氧腐化時，負(fù)極上Fe失去電子，正極上O2獲取電子。(2)鐵閘門上連接一塊比鐵爽朗的金屬如鋅，即可由鋅失去電子，鋅被溶解，而鐵被保護(hù)，屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法。(3)屬于外加電流的陰極保護(hù)法，需把被保護(hù)的鐵閘門連接在電源的負(fù)極?！敬鸢浮?1)O22H2O4e=4OH2Fe4e=2Fe2(2)C(3)負(fù)例3如圖各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐化由快到慢的序次為()ABCD【解析】中Fe放置在海水中，形成了無數(shù)渺小原電池，發(fā)生電化學(xué)腐化。均構(gòu)成了原電池。中Fe的爽朗性強于Sn，F(xiàn)e作負(fù)極發(fā)生

11、了電化學(xué)腐化；中Zn的爽朗性比Fe強，Zn作負(fù)極被腐化，而Fe被保護(hù)；中Fe的爽朗性遠(yuǎn)遠(yuǎn)強于Cu，所以Fe作負(fù)極被腐化，并且中形成的電流弱于中電流，所以中Fe比腐化得快，比腐化得慢。所以Fe被腐化由快到慢的序次為?！敬鸢浮緾例4.以下列圖中，鐵腐化由快到慢的序次為(電解質(zhì)溶液為水)_?！窘馕觥恐杏捎谒腥芙饬搜鯕?，鐵與雜質(zhì)碳會形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐化；中鐵在油中，氧氣難以溶解，無電解質(zhì)溶液，不能夠形成原電池；、都形成原電池，但中鐵為正極，碰到保護(hù)；中鐵為負(fù)極，被氧化；、都形成了電解池；中鐵與電源的正極相連，作陽極，氧化速率加快；中鐵與電源的負(fù)極相連，作陰極，碰到保護(hù)。所以鐵腐化由快到慢的序次

12、為?！敬鸢浮俊菊n堂練習(xí)及精析】1以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐化沒關(guān)的是()A鍍錫鐵器比鍍鋅鐵器表面破壞時更易被腐化B純鐵不簡單生銹C鑲有相鄰的銀牙和金牙簡單惹初步痛D輸送氯氣的鋼管易被氯氣腐化【解析】A項中鍍錫鐵器表面破壞時形成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，易被腐化，而鍍鋅鐵器表面破壞時形成原電池，F(xiàn)e作正極，被保護(hù)。B項中純鐵不能夠形成原電池，所以不簡單被腐化。C項中相鄰的銀牙和金牙簡單形成原電池產(chǎn)生電流，令人頭痛惡心。D項中鐵和Cl2直接發(fā)生反應(yīng)，為化學(xué)腐化，與電化學(xué)腐化沒關(guān)?！敬鸢浮緿2鋼鐵發(fā)生吸氧腐化時，正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是()A2H2e=H2BFe22e=FeC2H2OO24e=4OHDFe3e=Fe

13、2【解析】鋼鐵發(fā)生吸氧腐化，正極反應(yīng)為。2H2OO24e=4OH【答案】C3以下有關(guān)金屬的保護(hù)方法的說法中正確的選項是()A常使用的快餐杯表面有一層搪瓷，若搪瓷層破壞后還可以起到防范鐵生銹的作用B白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破壞后，鐵皮的腐化速率很慢C輪船的船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陰極的陽極保護(hù)法D鋼鐵制造的暖氣管道外常涂有一層瀝青，這是鋼鐵的電化學(xué)保護(hù)法【解析】A項中涂層破壞后，鐵直接裸露在空氣中，所以搪瓷層不能夠?qū)ζ茐牟糠诌M(jìn)行保護(hù)；B項中鍍層破壞后由于鋅的金屬性比鐵強，和鐵構(gòu)成原電池，鋅作負(fù)極，保護(hù)鐵不被腐化；C選項應(yīng)是犧牲陽極的陰極保護(hù)法；D項中應(yīng)是用瀝青作涂層的涂層保護(hù)法?！敬?/p>

14、案】B4潛艇的金屬外殼浸在海水中，在海水和空氣的作用下會被腐化。(1)若海水呈中性，一艘鋼制外殼的潛艇在海水中發(fā)生腐化的電極反應(yīng)式為：正極：_，負(fù)極：_。(2)為有效地保護(hù)潛艇，以下措施中最好的是_。A采用純鐵制造潛艇外殼B采用耐腐化的合金制造潛艇外殼C在潛艇外殼上涂一層油D在潛艇外殼上裝必然數(shù)量的鋅塊【解析】金屬防范的方法很多，能夠采用以下措施進(jìn)行。(1)改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。合金鋼中含有合金元素，使組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，耐腐化。如不銹鋼。(2)在金屬表面覆蓋保護(hù)層。常有方式有：涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面鍍一層有自我保護(hù)作用的另一種金屬。(3)電化學(xué)保護(hù)法：外

15、加電源的陰極保護(hù)法：接上外加直流電源構(gòu)成電解池，被保護(hù)的金屬作陰極。犧牲陽極的陰極保護(hù)法：外加負(fù)極資料，構(gòu)成原電池，被保護(hù)的金屬作正極?！敬鸢浮?1)O22H2O4e=4OH2Fe4e=2Fe2(2)B5、銀器皿日久表面逐漸變黑色，這是由于生成了硫化銀（Ag2S）。有人設(shè)計用原電池的原理進(jìn)行“拋光”，其辦理方法為：將必然濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時間后，黑色會褪去而銀恢復(fù)光彩，且不會損失。試回答：食鹽的作用是_。在此原電池反應(yīng)中，負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為_，正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_。反應(yīng)過程中產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體，溶液中發(fā)生的反應(yīng)為3+2-22Al+3S+6H

16、O=2Al(OH)+3H2S，則原電池總反應(yīng)方程式為_?！窘馕觥繕?gòu)成原電池的條件之一為電解質(zhì)溶液，所以食鹽溶于水形成電解質(zhì)溶液；鋁制品中爽朗金屬鋁為負(fù)極，Al-3e-=Al3+，變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時間后，黑色會褪去而銀恢復(fù)光彩，且不會損失說明-2-。Ag2S放電生成鋁單質(zhì)，Ag2S+2e=2Ag+S【答案】（1）食鹽溶于水形成電解質(zhì)溶液。-3+-2-。（2）Al-3e=Al，AgS+2e=2Ag+S23）3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+2Al(OH)3+3H2S人品好的人，自帶光芒，無論走到哪里，總會熠熠生輝。人活著，誰都會有煩惱，每天都有煩惱，最重要的是你不搭理煩惱，煩惱自然就沒有了！所以，朋友們，最好的活法，就只要記住這兩句話：煩惱每天有，不撿自然無！當(dāng)你不快樂的時候，想想自己還剩下多少天能夠折騰，還有多少時間夠你作踐。你快樂，這日過了；不快樂，一天也過了。想理解了，你就不再見生氣了。當(dāng)你煩惱的時候，想想人生就是減法，見一面少一面，活一天就少一天，還有什么好煩惱的呢，不忘人恩，不念人過，不思人非，不計人怨。不缺誰，很多誰，對得起良心就好。當(dāng)