蘇教版選修4 專題1第三單元 金屬的腐蝕與防護(hù) 課件（42張）.pptx

第三單元金屬的腐蝕與防護(hù) 專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化 學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1 認(rèn)識金屬腐蝕的危害 并能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因 能正確書寫析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式 2 熟知金屬腐蝕的防護(hù)方法 一金屬的電化學(xué)腐蝕 達(dá)標(biāo)檢測提升技能 二金屬的防護(hù)方法 內(nèi)容索引 一金屬的電化學(xué)腐蝕 1 金屬腐蝕 1 概念 金屬或合金與周圍環(huán)境中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的現(xiàn)象 2 根據(jù)與金屬接觸的不同 金屬腐蝕可分為兩類 化學(xué)腐蝕 金屬與其他物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕 腐蝕的速率隨溫度升高而 電化學(xué)腐蝕 的金屬或合金發(fā)生反應(yīng) 使較的金屬電子被氧化而引起的腐蝕 氣體或液體物質(zhì) 加快 不純 新知探究 原電池 活潑 失去 3 用鋁制飯盒盛放醋酸 一段時間后 飯盒被腐蝕 該種腐蝕屬于 若用鋁飯盒盛放食鹽 含水時 一段時間后 飯盒被腐蝕 這種腐蝕屬于 反應(yīng)原理是 寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕 負(fù)極 al 3e al3 正極 o2 2h2o 4e 4oh 總反應(yīng) 4al 3o2 6h2o 4al oh 3 2 鋼鐵的電化學(xué)腐蝕根據(jù)鋼鐵表面水溶液薄膜的酸堿性不同 鋼鐵的電化學(xué)腐蝕分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕 如圖所示 相關(guān)視頻 1 鋼鐵的析氫腐蝕 當(dāng)鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液較強(qiáng)時 腐蝕過程中有h2放出 fe是負(fù)極 c是正極 發(fā)生的電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式為負(fù)極 正極 總反應(yīng) 2 鋼鐵的吸氧腐蝕 當(dāng)鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液呈或呈并溶有o2時 將會發(fā)生吸氧腐蝕 電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式為負(fù)極 正極 總反應(yīng) 最終生成 是鐵銹的主要成分 酸性 fe 2e fe2 2h 2e h2 fe 2h fe2 h2 中性 弱酸性 2fe 4e 2fe2 2h2o o2 4e 4oh 2fe 2h2o o2 2fe oh 2 fe2o3 nh2o 3 金屬腐蝕快慢的比較 1 電解池陽極原電池負(fù)極化學(xué)腐蝕原電池正極電解池陰極 2 原電池的腐蝕 兩極材料活動性差別越大 腐蝕速率 越快 1 金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子 金屬發(fā)生反應(yīng) 氧化 2 金屬腐蝕的類型 1 化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕 金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸 不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸 無 有微弱 較活潑 電化學(xué)腐蝕 2 析氫腐蝕與吸氧腐蝕 較強(qiáng) ph 4 3 很弱或呈中性 fe 2e fe2 2h 2e h2 o2 2h2o 4e 4oh 1 如圖裝置中 小試管內(nèi)為紅墨水 具支試管內(nèi)盛有ph 4的雨水和生鐵片 觀察到 開始導(dǎo)管內(nèi)液面下降 一段時間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升 略高于小試管液面 以下有關(guān)解釋合理的是a 生鐵片中的碳是原電池的負(fù)極 發(fā)生還原反應(yīng)b 雨水酸性較強(qiáng) 生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕c 墨水回升時 碳極反應(yīng)式為o2 2h2o 4e 4oh d 具支試管中溶液ph逐漸減小 活學(xué)活用 答案 解析 要點總結(jié) 生鐵片中的碳是原電池的正極 a錯誤 雨水酸性較強(qiáng) 開始時鐵片發(fā)生析氫腐蝕 產(chǎn)生氫氣 導(dǎo)管內(nèi)液面下降 一段時間后鐵片發(fā)生吸氧腐蝕 吸收氧氣 導(dǎo)管內(nèi)液面回升 b錯誤 墨水回升時 鐵片發(fā)生吸氧腐蝕 碳極為正極 電極反應(yīng)式為o2 2h2o 4e 4oh c正確 鐵片無論是發(fā)生析氫腐蝕還是吸氧腐蝕 具支試管內(nèi)溶液ph均增大 d錯誤 要點總結(jié) 金屬發(fā)生析氫腐蝕還是吸氧腐蝕取決于電解液酸性的強(qiáng)弱 酸性發(fā)生析氫腐蝕 中性或堿性發(fā)生吸氧腐蝕 2 下列有關(guān)金屬腐蝕的說法中正確的是a 金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質(zhì)溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程b 電化學(xué)腐蝕指在外加電流的作用下不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程c 鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕 負(fù)極吸收氧氣 產(chǎn)物最終轉(zhuǎn)化為鐵銹d 金屬的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕本質(zhì)相同 但電化學(xué)腐蝕伴有電流產(chǎn)生 答案 解析 金屬腐蝕的本質(zhì) 主要是金屬原子失電子被氧化 腐蝕的內(nèi)因是金屬的化學(xué)性質(zhì)比較活潑 外因是金屬與空氣 水和其他腐蝕性的物質(zhì)接觸 腐蝕主要包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕 所以a錯誤 電化學(xué)腐蝕指不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸時發(fā)生原電池反應(yīng)而損耗的過程 不需要外加電流 所以b錯誤 鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕 正極吸收氧氣 而不是負(fù)極吸收氧氣 所以c錯誤 只有選項d正確 二金屬的防護(hù)方法 1 金屬的防護(hù)就是防止金屬的腐蝕 要解決的主要問題是 從金屬腐蝕的反應(yīng)實質(zhì) 影響因素等方面分析 確定金屬防護(hù)的方法 1 改變金屬的 使金屬性質(zhì)改變 增強(qiáng)其本身的抗腐蝕能力 成為耐腐蝕金屬 2 使金屬與化學(xué)物質(zhì) 在金屬表面覆蓋油漆 鍍層金屬 氧化膜等保護(hù)層 使金屬不被 氧化 新知探究 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 相互隔離 2 常用防護(hù)方法 1 物理保護(hù)法 在鋼鐵表面涂礦物性油脂 油漆或覆蓋搪瓷 塑料等物質(zhì) 用電鍍的方法 在鋼鐵制品表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬 如鋅 錫 鉻 鎳等 工業(yè)上常利用一些溶液的氧化作用 在機(jī)器零件 精密儀器 槍炮等鋼鐵制件的表面上形成一層致密的黑色的四氧化三鐵薄膜 把鉻 鎳等加入普通鋼里制成不銹鋼 就大大地增加了鋼鐵對各種侵蝕的抵抗力 圖乙所示的方案也可以減慢鐵閘門的腐蝕速率 其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的極 2 化學(xué)保護(hù)法 為了減小某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率 可以采用圖甲所示的方案 其中焊接在鐵閘門上的固體材料r可以采用 填字母 a 銅b 鈉c 鋅d 石墨 c 負(fù) 金屬的電化學(xué)防護(hù)方法 更活潑 外加直流電源 正極 陰極 3 下列關(guān)于金屬的防護(hù)方法的說法不正確的是a 我們使用的快餐杯表面有一層搪瓷 搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用b 給鐵件通入直流電 把鐵件與電池負(fù)極相連接c 輪船在船殼水線以下常裝有一些鋅塊 這是利用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法d 鋼鐵制造的暖氣管管道外常涂有一層較厚的瀝青 活學(xué)活用 答案 解析 a項中搪瓷層破損后金屬鐵直接暴露在空氣中 搪瓷層已不能再對破損部位形成有效的保護(hù) b項中利用的是外加電流的陰極保護(hù)法 從而保護(hù)鐵不被腐蝕 c項是犧牲陽極的陰極保護(hù)法 d項是用瀝青作涂層的涂層保護(hù)法 4 下列對如圖所示的實驗裝置的判斷中錯誤的是 答案 解析 a 若x為碳棒 開關(guān)k置于a處可減緩鐵的腐蝕b 若x為鋅棒 開關(guān)k置于a或b處均可減緩鐵的腐蝕c 若x為鋅棒 開關(guān)k置于b處時 為犧牲陽極的陰極保護(hù)法d 若x為碳棒 開關(guān)k置于b處時 鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為2h 2e h2 若x為碳棒 開關(guān)k置于a處 fe作電解池的陰極 屬外加電流的陰極保護(hù)法 a項正確 若x為碳棒 開關(guān)k置于b處 fe作原電池的負(fù)極 電極反應(yīng)為fe 2e fe2 d項不正確 若x為鋅棒 k置于a處 fe作電解池的陰極 屬外加電流的陰極保護(hù)法 k置于b處時 fe作原電池的正極 屬犧牲陽極的陰極保護(hù)法 b項和c項均正確 達(dá)標(biāo)檢測提升技能 1 下列關(guān)于金屬腐蝕的說法正確的是a 金屬在潮濕空氣中腐蝕的實質(zhì)是m nh2o m oh n h2 b 金屬化學(xué)腐蝕的實質(zhì)是m ne mn 電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑c 金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行d 鋼鐵在自然環(huán)境中主要發(fā)生化學(xué)腐蝕 答案 解析 1 2 3 4 金屬在潮濕的環(huán)境中易發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕兩種電化學(xué)腐蝕 主要發(fā)生吸氧腐蝕 其腐蝕的本質(zhì)都是金屬失電子 即m ne mn 所以a項不正確 b正確 金屬的化學(xué)腐蝕是金屬直接接觸到化學(xué)物質(zhì)如酸 cl2等發(fā)生腐蝕 所以c項不正確 鋼鐵在自然環(huán)境中主要發(fā)生電化學(xué)腐蝕 所以d項不正確 1 2 3 4 2 我國某大城市今年夏季多次降下酸雨 據(jù)環(huán)保部門測定 該城市整個夏季酸雨的酸性較強(qiáng) 在這種環(huán)境中的鐵制品極易被腐蝕 對此條件下鐵的腐蝕的敘述不正確的是a 此腐蝕過程有化學(xué)腐蝕也有電化學(xué)腐蝕b 發(fā)生電化學(xué)腐蝕時的正極反應(yīng)為2h2o o2 4e 4oh c 在電化學(xué)腐蝕過程中有氫氣產(chǎn)生d 發(fā)生電化學(xué)腐蝕時的負(fù)極反應(yīng)為fe 2e fe2 答案 解析 1 2 3 4 金屬鐵的腐蝕中 金屬鐵可以和酸中的氫離子直接發(fā)生化學(xué)腐蝕 鐵制品中含有鐵和碳 再加之電解質(zhì)環(huán)境 具備了原電池的構(gòu)成條件 所以構(gòu)成了原電池 會發(fā)生電化學(xué)腐蝕 故a正確 發(fā)生電化學(xué)腐蝕時 碳作正極 溶液中的氫離子得電子生成氫氣 2h 2e h2 故b錯誤 發(fā)生電化學(xué)腐蝕時 碳作正極 發(fā)生反應(yīng) 2h 2e h2 有氫氣產(chǎn)生 故c正確 發(fā)生電化學(xué)腐蝕時的負(fù)極是金屬鐵 電極反應(yīng)式為fe 2e fe2 故d正確 故選b 1 2 3 4 3 下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法不正確的是a 純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗b 當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損后 鍍層仍能對鐵制品起保護(hù)作用c 在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法d 可將地下輸油鋼管與外加直流電源的負(fù)極相連以保護(hù)它不受腐蝕 答案 解析 1 2 3 4 純銀器表面在空氣中易形成銀的化合物而使銀器表面變黑 是化學(xué)腐蝕 a項正確 鐵與錫構(gòu)成原電池 鐵作負(fù)極 加快了鐵的腐蝕 b項錯誤 海輪外殼中的金屬與連接的鋅塊構(gòu)成原電池 鋅作負(fù)極 可以保護(hù)海輪 c項正確 外加直流電源保護(hù)器件時 必須連接電源負(fù)極 d項正確 1 2 3 4 4 回答下列問題 1 如圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖 該電化學(xué)腐蝕稱為 答案 解析 金屬在中性或較弱的酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕 1 2 3 4 圖中a b c d四個區(qū)域 生成鐵銹最多的是 填字母 吸氧腐蝕 答案 解析 發(fā)生吸氧腐蝕 越靠近液面接觸到的o2越多 腐蝕得越嚴(yán)重 b 以鋅為負(fù)極 采用犧牲陽極的陰極保護(hù)法防止鐵閘的腐蝕 圖中鋅塊的固定位置最好應(yīng)在 填字母 處 答案 解析 鋅塊應(yīng)固定在腐蝕最嚴(yán)重的c處形成原電池 鋅作負(fù)極 鐵閘作正極 得到保護(hù) 1 2 3 4 c 2 石墨可用于自然水體中銅件的電化學(xué)防腐 完成如圖防腐示意圖 并作相應(yīng)標(biāo)注 答案 解析 要用石墨通過電化學(xué)腐蝕保護(hù)銅 只能用電解池原理 碳接電源正極 銅接電源負(fù)極 1 2 3 4 3 如圖所示的各容器中盛有海水 鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是 答案 解析 當(dāng)電解質(zhì)溶液相同時 同一金屬腐蝕的快慢是電解池的陽極 原電池的負(fù)極 化學(xué)腐蝕 原電池的正極 電解池的陰極 故本小題中 鐵腐蝕由快到慢的順序為 1 2 3 4 4 如圖 將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和nacl溶液的u形管中 下列分析正確的是 a k1閉合 鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2h 2e h2 b k1閉合 石墨棒周圍溶液ph逐漸升高c k2閉合 鐵棒不會被腐蝕 屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法d k2閉合 電路中通過0 002na個電子時 兩極共產(chǎn)生0 001mol氣體 答案 解析 1 2 3 4 a項 k1閉合時 該裝置構(gòu)成了fe c nacl溶液原電池 鐵作負(fù)極 發(fā)生氧化反應(yīng) 電極反應(yīng)式是fe 2e fe2 b項 石墨棒作正