蘇教版選修四專題1第3單元《金屬的腐蝕和保護(hù)》 學(xué)案.doc

第三單元 金屬的腐蝕和保護(hù)問題探究1化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕有何不同？對比化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟氧化劑直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被直接氧化的過程較活潑的金屬被氧化的過程。一般包括析氫與吸氧腐蝕兩類。相互關(guān)系化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕常常同時發(fā)生，電化學(xué)腐蝕要比化學(xué)腐蝕普遍。問題探究2析氫腐蝕與吸氧腐蝕有何不同？對比析氫腐蝕吸氧腐蝕條件電解質(zhì)溶液酸性較強(qiáng)（ph4.3）水膜酸性很弱或中性電 極反 應(yīng)負(fù)極fe 2e- = fe2+正極2h+ + 2e- = h2o2 + 2h2o + 4e- = 4oh-總反應(yīng)式fe + 2h+ = fe2+ + h22fe+2h20+02 =2fe(oh)24fe(oh)2+2h20+02 =4fe(oh)3電子流動過程fe失電子成為fe2+進(jìn)入溶液，電子流入c極，h+在c極上得到電子產(chǎn)生氫氣從溶液中析出。fe失電子成為fe2+進(jìn)入溶液，電子流入c極，o2在c極上得到電子生成oh-進(jìn)入溶液。聯(lián)系兩種腐蝕均為電化學(xué)腐蝕，一般同時存在，吸氧腐蝕更為普遍問題探究3金屬的防護(hù)方法有哪些？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。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c(填字母序號)。 a銅 b鈉 c鋅 d石墨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負(fù)極。金屬的電化學(xué)防護(hù)方法類型方法原理實例犧牲陽極的陰極保護(hù)法在被保護(hù)的設(shè)備上裝上比它更活潑的金屬被保護(hù)的金屬作原電池的正極船舶的外殼上裝鋅塊外加電流的陰極保護(hù)法將被保護(hù)的設(shè)備與惰性電極置于電解質(zhì)溶液中，接上外加直流電源被保護(hù)的金屬作電解池的陰極保護(hù)海水中的鋼閘門【例1】關(guān)于金屬腐蝕的敘述中，正確的是()a金屬被腐蝕的本質(zhì)是mnh2o=m(oh)nh2b馬口鐵(鍍錫鐵)鍍層破損后被腐蝕時，首先是鍍層被氧化c金屬在一般情況下發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕d常溫下，置于空氣中的金屬主要發(fā)生化學(xué)腐蝕【例2】鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕，發(fā)生的原電池反應(yīng)為 2fe2h2oo2=2fe(oh)2。以下說法正確的是()a負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為 fe2e=fe2b正極發(fā)生的反應(yīng)為 2h2oo22e=4ohc原電池是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置d鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕【例3】下列各種方法中，能對金屬起到防止或減緩腐蝕作用的是()金屬表面涂抹油漆改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)保持金屬表面清潔干燥金屬表面進(jìn)行電鍍使金屬表面形成致密的氧化物薄膜abc d全部【例4】下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法不正確的是()a純銀器的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時，鍍層不能對鐵制品起保護(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正極相連以保護(hù)它不受腐蝕【答案與解析】 1.c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)相接觸，腐蝕主要有化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。a中金屬腐蝕的本質(zhì)應(yīng)包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，為mne=mn；b選項中sn、fe構(gòu)成電化學(xué)腐蝕，主要是fe2e=fe2，鐵先被腐蝕。常溫下，空氣中的金屬主要發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕，難以和非金屬氧化劑(cl2、s)等反應(yīng)，發(fā)生化學(xué)腐蝕。2.a由原電池反應(yīng)式知負(fù)極的電極反應(yīng)式為fe2e=fe2，正極的電極反應(yīng)式為2h2oo24e=4oh，所以a對b錯；原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，c錯；根據(jù)原電池原理，鋼柱在空氣與水交界處更容易腐蝕，d錯。3.d金屬的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕，題目中中的方法都可以起到避免金屬和電解質(zhì)溶液接觸形成原電池的目的；中如在金屬中加入某些其他元素改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)也可以起到防腐蝕的效果。4.d 純銀器的表面在空氣中易生成硫化物失去光澤；當(dāng)鍍錫鐵制品鍍層破損時，由于鐵比錫活潑，形成原電池時，鐵作原電池的負(fù)極，加快鐵的腐蝕；鋅比鐵活潑，當(dāng)在海輪外殼上連接鋅塊后，鋅失電子而海輪外殼被保護(hù)；要采用電解原理保護(hù)金屬，應(yīng)將金屬與電源的負(fù)極相連，即作電解池的陰極。1下列敘述中不正確的是()a金屬的電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍 b鋼鐵在干燥空氣中不易被腐蝕c用鋁質(zhì)鉚釘鉚接鐵板，鐵板不易被腐蝕d原電池中電子由正極流入負(fù)極2下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法正確的是()a鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)b鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕c鋼管與銅管露天堆放在一起時，鋼管不易被腐蝕d鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負(fù)極反應(yīng)是fe3e=fe33下列事實與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是()a光亮的自行車鋼圈不易生銹b黃銅(cu、zn合金)制的銅鑼不易生銹c銅、鋁電線一般不連接起來作導(dǎo)線d生鐵比熟鐵(幾乎是純鐵)容易生銹4下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是()a圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重b圖b中，開關(guān)由m改置于n時，cuzn合金的腐蝕速率減小c圖c中，接通開關(guān)時zn腐蝕速率增大，zn上放出氣體的速率也增大d圖d中，znmno2干電池自放電腐蝕主要是由mno2的氧化作用引起的5以下防腐措施中，屬于電化學(xué)保護(hù)法的是()a用氧化劑使金屬表面生成致密穩(wěn)定的氧化物保護(hù)膜b在金屬中加入一些鉻或者鎳制成合金c在輪船的船殼水線以下部分，裝上一鋅錠d在金屬表面噴漆6銅制品上的鋁質(zhì)鉚釘，在潮濕空氣中易發(fā)生腐蝕的主要原因可描述為()a形成原電池，鋁作負(fù)極b形成原電池，銅作負(fù)極c形成原電池時，電流由鋁經(jīng)導(dǎo)線流向銅d鋁質(zhì)鉚釘發(fā)生了化學(xué)腐蝕7.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，各加入生鐵塊，放置一段時間。下列有關(guān)描述錯誤的是()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8為研究金屬腐蝕的條件和速率，某課外小組學(xué)生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在圖示的三個裝置中，再放置于玻璃鐘罩里保存相同的一段時間。下列對實驗結(jié)束時現(xiàn)象的描述不正確的是()a裝置左側(cè)的液面一定會下降 b左側(cè)液面裝置比裝置的低c裝置中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重 d裝置中的鐵釘幾乎沒被腐蝕9如何防止鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點(diǎn)內(nèi)容。為研究鐵銹蝕的影響因素，某同學(xué)做了如下探究實驗：序號內(nèi)容實驗現(xiàn)象1常溫下將鐵絲放在干燥空氣中一個月干燥的鐵絲表面依然光亮2常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中一小時鐵絲表面依然光亮3常溫下將鐵絲放在潮濕的空氣中一個月鐵絲表面已變得灰暗4將潮濕的鐵絲放在常溫的氧氣流中一小時鐵絲表面略顯灰暗5將潮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灰暗6將浸過氯化鈉溶液的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時鐵絲表面灰暗程度比實驗5嚴(yán)重回答以下問題：（1）上述實驗中發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的是(填實驗序號)_；在電化學(xué)腐蝕中，負(fù)極反應(yīng)是_；正極反應(yīng)是_；（2）由該實驗可知，可以影響鐵銹蝕速率的因素是_；（3）為防止鐵的銹蝕，工業(yè)上普遍采用的方法是_(答兩種方法)。10鎂、鋁、鐵是重要的金屬，在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛。（1）鎂與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為_。（2）鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。（3）在潮濕的空氣里，鋼鐵表面有一層水膜，很容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。其中正極的電極反應(yīng)式為_。（4）在海洋工程上，通常用鋁合金(alzncd)保護(hù)海底鋼鐵設(shè)施，其原理如圖所示：其中負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為_；在實際應(yīng)用中，用鋁合金而不選用純鋁，純鋁不能很好地起到保護(hù)作用，其原因是_。小測6 金屬的腐蝕和保護(hù)1.d 2.b 3. a 4.b 5. c 6.a 7.b 8.b9.（1）3、4、5、6 fe2e=fe2(或2fe4e=2fe2)2h2oo24e=4oh （2）濕度、溫度、o2的濃度、電解質(zhì)的存在（3）電鍍、發(fā)藍(lán)等表面覆蓋保護(hù)層，犧牲陽極的陰極保護(hù)法等解析：第(1)題應(yīng)注意聯(lián)系金屬的化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的區(qū)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)，較活潑的金屬失電子而被氧化，分析題中實驗可知，實驗3、4、5、6發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，其中負(fù)極反應(yīng)是fe2e=fe2，正極反應(yīng)是o22h2o4e=4oh。第(2)題，對比實驗1和3可得出濕度增大，可使鐵銹蝕速率加快；對比實驗3、4可知增大o2濃度可加快鐵銹蝕的速率；對比實驗4、5可知升高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，為防止鐵的銹蝕，根據(jù)鐵