版新教材化學(xué)人教版選擇性必修第一冊(cè)課件第四章化學(xué)反應(yīng)與電能-第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)

第四章

化學(xué)反應(yīng)與電能第三節(jié)

金屬的腐蝕和防護(hù)課標(biāo)解讀課標(biāo)要求素養(yǎng)要求1.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)，知道金屬腐蝕的危害。2.了解防止金屬腐蝕的措施。3.能利用電化學(xué)原理解釋金屬腐蝕現(xiàn)象，選擇并設(shè)計(jì)防腐措施。1.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)；通過(guò)實(shí)驗(yàn)科學(xué)探究金屬腐蝕的本質(zhì)及其原因，認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的主要類型，能正確書(shū)寫(xiě)析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式。2.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任:認(rèn)識(shí)金屬腐蝕產(chǎn)生的危害和影響，樹(shù)立防止金屬腐蝕的意識(shí)，熟知金屬腐蝕常用的防護(hù)方法。知識(shí)點(diǎn)一

金屬的腐蝕1.金屬的腐蝕（1）定義：金屬或合金與周圍的①_________________發(fā)生②____________而引起損耗的現(xiàn)象。（2）本質(zhì)：金屬原子③_____電子變?yōu)殛?yáng)離子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)氣體或液體失去

2.鋼鐵的電化學(xué)腐蝕項(xiàng)目類別析氫腐蝕吸氧腐蝕圖形描述條件水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱或呈中性負(fù)極正極④___________________________

續(xù)表項(xiàng)目類別析氫腐蝕吸氧腐蝕總反應(yīng)⑤__________________________后續(xù)反應(yīng)

想一想圖一、圖二是鐵釘在不同的水溶液中被腐蝕的實(shí)驗(yàn)。（1）圖一實(shí)驗(yàn)顯示數(shù)天后，試管內(nèi)液面上升，解釋其原因。

（2）圖二實(shí)驗(yàn)顯示試管內(nèi)液面稍有下降，則說(shuō)明發(fā)生了什么腐蝕？

知識(shí)點(diǎn)二

金屬的防護(hù)

金屬的防護(hù)主要從金屬、與金屬接觸的物質(zhì)及兩者反應(yīng)的條件等方面來(lái)考慮。1.改變金屬材料的組成在金屬中添加其他金屬或非金屬制成性能優(yōu)異的合金。如普通鋼加入①__________________制成不銹鋼；②_______________合金不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性，還具有良好的生物相容性。鎳、鉻鈦2.在金屬表面覆蓋保護(hù)層在金屬表面覆蓋致密的保護(hù)層，將金屬制品與周圍物質(zhì)隔開(kāi)是一種普遍采用的防護(hù)方法。如，在鋼鐵制品表面噴油漆、涂礦物性油脂、覆蓋搪瓷等；電鍍鋅、錫、鉻、鎳等金屬；利用化學(xué)方法、離子注入法、表面滲鍍等方式在金屬表面形成穩(wěn)定的鈍化膜。想一想1常用的白鐵皮是在薄鋼板表面鍍上一層鋅，罐裝食品用馬口鐵是在薄鋼板表面鍍上一層錫。若上述兩種鋼制品的表面出現(xiàn)破損時(shí)，白鐵皮和馬口鐵二者相比較，哪種鐵腐蝕的速率更快？

馬口鐵。因?yàn)轳R口鐵中鐵比錫活潑，發(fā)生原電池反應(yīng)時(shí)，鐵作負(fù)極，腐蝕速率加快；白鐵皮中鋅比鐵活潑，發(fā)生原電池反應(yīng)時(shí)，鐵作正極，鋅被腐蝕，可以起到對(duì)鐵的保護(hù)作用。3.電化學(xué)保護(hù)法

金屬在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，總是作為原電池負(fù)極（陽(yáng)極）的金屬被腐蝕，作為正極（陰極）的金屬不被腐蝕，如果能使被保護(hù)的金屬成為陰極，就不易被腐蝕。（1）犧牲陽(yáng)極法原理：③___________________原理。要求：被保護(hù)的金屬作④_______________極，金屬活動(dòng)性更強(qiáng)的金屬作⑤_______________極。應(yīng)用：鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼、鋼鐵閘門安裝鎂合金或鋅塊等。原電池正負(fù)（2）外加電流法原理：電解池原理。要求：被保護(hù)的金屬作為⑥__________極，與電源的⑦_(dá)___________極相連。應(yīng)用：鋼鐵閘門、高壓線鐵架、地下管道連接直流電源的負(fù)極。陰負(fù)想一想2下列金屬防護(hù)的方法中，哪些應(yīng)用犧牲陽(yáng)極法？①工具轉(zhuǎn)動(dòng)部位涂油脂②鋼鐵船身嵌入鋅③車圈、車鈴鋼上鍍鉻④健身器材刷油漆[答案]②探究點(diǎn)一

化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較1.金屬的化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的聯(lián)系和區(qū)別類別化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕吸氧腐蝕析氫腐蝕本質(zhì)金屬被氧化而腐蝕較活潑金屬被氧化而腐蝕現(xiàn)象無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生續(xù)表類別化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕吸氧腐蝕析氫腐蝕反應(yīng)（以鐵腐蝕為例）聯(lián)系一般情況下兩種腐蝕會(huì)同時(shí)發(fā)生，只是電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍,危害更大2.金屬的腐蝕類題目的解題思路

（4）根據(jù)金屬活動(dòng)性順序分析金屬是發(fā)生析氫腐蝕還是吸氧腐蝕。金屬活動(dòng)性順序中排在氫前面的金屬，在酸性較強(qiáng)的電解質(zhì)溶液中發(fā)生析氫腐蝕，在中性或酸性較弱的電解質(zhì)溶液中發(fā)生吸氧腐蝕；金屬活動(dòng)性順序中排在氫后面的金屬只發(fā)生吸氧腐蝕。1.下面是關(guān)于金屬（鈦）腐蝕的探究實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)編號(hào)浸泡液氧氣濃度隨時(shí)間的變化曲線①5②5③7④7

B

B

2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物

B

C

探究點(diǎn)二

金屬腐蝕快慢的判斷及金屬防護(hù)的方法1.犧牲陽(yáng)極法與外加電流法的比較比較項(xiàng)目犧牲陽(yáng)極法外加電流法是否外接電源否是所用的原理原電池原理電解池原理兩個(gè)電極的材料正極：被保護(hù)金屬負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬被保護(hù)金屬與外接電源的負(fù)極相連陰極，惰性電極與外接電源正極相連作陽(yáng)極保護(hù)效果外加電流法的保護(hù)效果比犧牲陽(yáng)極法的保護(hù)效果更好保護(hù)效果2.金屬腐蝕快慢的判斷方法（1）對(duì)同一種金屬來(lái)說(shuō)，腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液。（2）金屬活動(dòng)性不同的兩金屬：金屬活動(dòng)性差別越大，金屬活動(dòng)性強(qiáng)的金屬腐蝕越快。（3）對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)：電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快，且氧化劑的濃度越高，氧化性越強(qiáng)，腐蝕越快。（4）不同原理引起的腐蝕的速率：電解池原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防護(hù)措施的腐蝕。（5）從防腐措施方面分析腐蝕的快慢：外加電流法防腐＜犧牲陽(yáng)極法防腐＜有一般防護(hù)條件的防腐＜無(wú)防護(hù)條件的防腐。1.下列對(duì)幾種常見(jiàn)的金屬防腐方法的描述錯(cuò)誤的是(

)選項(xiàng)方法對(duì)相應(yīng)方法的描述改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)此法實(shí)際上是將金屬制成合金，增強(qiáng)抗腐蝕能力在金屬表面覆蓋保護(hù)層保護(hù)層破損后，就完全失去了對(duì)金屬的保護(hù)作用外加電流法接外加直流電源構(gòu)成電解池，被保護(hù)的金屬作陰極犧牲陽(yáng)極法構(gòu)成原電池，被保護(hù)的金屬作正極B[解析]若保護(hù)層金屬的金屬活動(dòng)性大于被保護(hù)金屬的金屬活動(dòng)性，則保護(hù)層破損后，仍然能起到對(duì)金屬的保護(hù)作用。2.[2021山東濱州高二期中]某研究小組為探究鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞（如圖甲）從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時(shí)測(cè)量容器中的壓強(qiáng)變化結(jié)果如圖，下列敘述錯(cuò)誤的是(

)C

3.如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)開(kāi)________________。⑤④②①③⑥

4.鋼鐵在自然界中的腐蝕比較普遍。

吸氧負(fù)[解析]海水呈弱堿性，故輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生吸氧腐蝕，鋼鐵與外接電源負(fù)極相連，充當(dāng)電解池的陰極，得到保護(hù)。

犧牲陽(yáng)極法

1.[2021山東泰安高二期中]結(jié)合下圖判斷，下列敘述正確的是(

)A

2.相同材質(zhì)的鐵在下列四種情況下不易被腐蝕的是(

)A.B.C.D.C[解析]A項(xiàng)，鐵、銅和食醋構(gòu)成原電池，鐵易失電子作負(fù)極，則鐵加速被腐蝕；B項(xiàng)，食鹽水作電解質(zhì)溶液，鐵炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金，符合原電池的形成條件，鐵作負(fù)極，碳作正極，則鐵加速被腐蝕；C項(xiàng)，銅鍍層將鐵球覆蓋，使鐵被保護(hù)，鐵不易被腐蝕；D項(xiàng)，符合原電池的形成條件，酸雨作電解質(zhì)溶液，鐵作負(fù)極，則鐵加速被腐蝕。3.某同學(xué)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象放置一段時(shí)間后，生鐵片上出現(xiàn)如圖所示“斑痕”，其邊緣為紅色，中心區(qū)域?yàn)樗{(lán)色，在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹

D

4.用下圖所示裝置及試劑進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)探究，測(cè)定具支錐形瓶中壓強(qiáng)隨時(shí)間變化關(guān)系以及溶解氧隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線如下。

C

5.國(guó)產(chǎn)航母山東艦已經(jīng)列裝服役，它是采用模塊制造然后焊接組裝而成的，對(duì)焊接有著極高的要求。實(shí)驗(yàn)室模擬在海水環(huán)境和河水環(huán)境下對(duì)焊接金屬材料使用的影響（如圖）。下列相關(guān)描述中正確的是(

)D

6.[2021北京高二期末]電化學(xué)原理在防止金屬腐蝕、能量轉(zhuǎn)換等方面應(yīng)用廣泛。

（2）下圖為鋼鐵防護(hù)模擬實(shí)驗(yàn)裝置，則鐵作_______極，檢測(cè)鋼鐵保護(hù)效果的方法是：取少量鐵電極附近的溶液于試管中，_______________________________________________________，則說(shuō)明保護(hù)效果好。陰

《我在故宮修文物》這部紀(jì)錄片里關(guān)于古代青銅器的修復(fù)引起了某研學(xué)小組的興趣?！靶夼f如舊”是文物保護(hù)的主旨。

（1）過(guò)程Ⅰ中參與正極反應(yīng)的氣體是什么？[答案]氧氣。

（2）寫(xiě)出過(guò)程Ⅰ負(fù)極的電極反應(yīng)式。

ABC

C

B[解析]金屬鐵的腐蝕中，金屬鐵可以和溶液中的氫離子直接發(fā)生化學(xué)腐蝕，鐵制品中含有鐵和碳，再加上酸雨導(dǎo)致的酸性環(huán)境，具備了原電池的構(gòu)成條件，也會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，故A正確；

3.下列說(shuō)法中，不正確的是(

)A.生鐵比純鐵更易生銹B.鋼柱在水下的部分比在空氣與水的交界處的部分更易生銹C.用錫焊接鐵質(zhì)器件，焊接處鐵易生銹D.生鐵在濕潤(rùn)環(huán)境中比在干燥環(huán)境中更易生銹B[解析]生鐵易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，因此生鐵比純鐵更易生銹，故A正確；水下比空氣與水的交界處空氣少，鋼柱在水下的部分的腐蝕速率比鋼柱在空氣與水的交界處的腐蝕速率慢，因此鋼柱在空氣與水的交界處易生銹，故B錯(cuò)誤；用錫焊接鐵質(zhì)器件，形成原電池，鐵作負(fù)極，因此焊接處鐵易生銹，故C正確；生鐵在干燥的空氣中缺少電解質(zhì)水，不易生銹，在濕潤(rùn)環(huán)境中易生銹，故D正確。

①②③試管內(nèi)無(wú)明顯變化試管內(nèi)生成藍(lán)色沉淀

D

A

D

7（A）[遼寧高三聯(lián)考]高壓直流電線路的瓷絕緣子經(jīng)日曬雨淋容易出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象，在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽腐蝕，防護(hù)原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)

C

7（B）[2021遼寧高三聯(lián)考]（不定項(xiàng)）高壓直流電線路的瓷絕緣子經(jīng)日曬雨淋容易出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象，在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽腐蝕，防護(hù)原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)

AC

8.[2021北京海淀高二期中]某實(shí)驗(yàn)小組利用下列裝置探究電解質(zhì)溶液的濃度對(duì)金屬腐蝕的影響：裝置現(xiàn)象電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)

C

9.[2021北京豐臺(tái)高二期末]隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，防腐蝕技術(shù)也在不斷提高。Ⅰ.金屬的腐蝕原理（1）中性環(huán)境中多為吸氧腐蝕，其正極的電極反應(yīng)為_(kāi)________________________________。

增大

（4）富鋅涂料是使用廣泛的防銹底漆，涂層中鋅對(duì)鋼鐵保護(hù)的原理是___________________________________________________。形成原電池，鋅失去電子作負(fù)極，鐵為正極，被保護(hù)

Ⅱ.金屬的電化學(xué)防護(hù)

10.某小組同學(xué)利用如下裝置進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕原理的探究實(shí)驗(yàn)：裝置分別進(jìn)行的操作現(xiàn)象ⅰ.連好裝置一段時(shí)間后，向燒杯中滴加酚酞________鎂片表面產(chǎn)生藍(lán)色沉淀（1）小組同學(xué)認(rèn)為以上兩種檢驗(yàn)方法，均能證明鐵發(fā)生了電化學(xué)腐蝕。①實(shí)驗(yàn)ⅰ中的現(xiàn)象是_____________________。碳棒附近溶液變紅[解析]根據(jù)題給信息可知，若正極附近出現(xiàn)紅色，則產(chǎn)生氫氧根離子，顯堿性，證明鐵發(fā)生了電化學(xué)腐蝕；②用化學(xué)用語(yǔ)解釋實(shí)驗(yàn)ⅰ中的現(xiàn)象：_________________________________（用離子方程式表示）。