高中化學(xué)專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化金屬的腐蝕與防護(hù)學(xué)案蘇教版選修420180912210

1、第三單元金屬的腐蝕與防護(hù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解金屬腐蝕及其危害。2.了解金屬電化學(xué)腐蝕的原因及反應(yīng)原理。(重點(diǎn))3.了解金屬防護(hù)方法，特別是金屬的電化學(xué)防護(hù)。(重點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知一、金屬的電化學(xué)腐蝕1金屬的腐蝕(1)金屬的腐蝕是指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)金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)：金屬原子失去電子被氧化的過(guò)程，用反應(yīng)方程式表示(M代表金屬元素)為：Mne=Mn。(3)金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕：指金屬與其他物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕。腐蝕過(guò)程中無(wú)電流產(chǎn)生。電化學(xué)腐蝕：指不純的金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)，使較活潑的金屬失去電子被氧化而引起的

2、腐蝕。2金屬的電化學(xué)腐蝕(1)吸氧腐蝕：鋼鐵表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性時(shí)，氧氣參加電極反應(yīng)，發(fā)生吸氧腐蝕。(2)析氫腐蝕：金屬表面的電解質(zhì)溶液酸性較強(qiáng)，腐蝕過(guò)程中不斷有H2放出。微點(diǎn)撥：化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)區(qū)別在于是否發(fā)生原電池反應(yīng)。在電化學(xué)腐蝕中，只有在金屬活動(dòng)性順序中位于氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕，而位于氫之后的金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕。二、金屬的電化學(xué)防護(hù)1本質(zhì)：阻止金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。2方法(1)改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金等。(2)加防護(hù)層，如在金屬表面涂油或油漆、覆蓋塑料、鍍不活潑金屬等。(3)電化學(xué)防護(hù)方法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法原理原電池原理電解原理被保

3、護(hù)金屬作正極作陰極構(gòu)成被保護(hù)金屬、比被保護(hù)金屬活潑的金屬等被保護(hù)金屬、惰性電極及直流電源等優(yōu)、缺點(diǎn)無(wú)需外加電源，但需要定期更換被腐蝕的金屬無(wú)需更換電極，但消耗電能示意圖聯(lián)系被保護(hù)的金屬都因?yàn)殡娮拥牧魅攵庠飧g基礎(chǔ)自測(cè)1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)金屬的腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。()(2)因?yàn)镃O2普遍存在，所以鋼鐵的腐蝕以析氫腐蝕為主。()(3)在金屬表面覆蓋保護(hù)層，若保護(hù)層破損后，就完全失去了對(duì)金屬的保護(hù)作用。()(4)鋼鐵水閘可用犧牲陽(yáng)極或外加電流的陰極保護(hù)法防止其腐蝕。()(5)鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Fe2e=Fe2，發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Fe

4、3e=Fe3。()【答案】(1)(2)×(3)×(4)(5)×2以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是()A黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠B生鐵比軟鐵芯(幾乎是純鐵)容易生銹C鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹D銀質(zhì)獎(jiǎng)牌久置后表面變暗DA項(xiàng)黃銅(銅鋅合金)若發(fā)生電化學(xué)腐蝕，被腐蝕的金屬應(yīng)是金屬性較強(qiáng)的鋅而不是銅。B項(xiàng)生鐵中含較多的碳，比鐵芯(幾乎是純鐵)在電解質(zhì)作用下更容易形成原電池，也更容易生銹。C項(xiàng)在接觸電解質(zhì)溶液時(shí)，鐵作原電池的負(fù)極，易被腐蝕生成鐵銹。D項(xiàng)這是化學(xué)腐蝕，與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)。3下列舉措不能防止或減緩鋼鐵腐蝕的是()A在鋼鐵制品表面鍍一層金屬鋅B

5、將鋼鐵制品放置在潮濕處C在鋼鐵中加入錳、鉻等金屬，以改變鋼鐵結(jié)構(gòu)D將鋼鐵制品與電源負(fù)極相連BA項(xiàng)，在鋼鐵表面鍍鋅，使內(nèi)部金屬被保護(hù)；B項(xiàng)，鋼鐵在潮濕空氣中易發(fā)生吸氧腐蝕；C項(xiàng)，在鋼鐵中加入錳、鉻金屬，制成不銹鋼，能有效防止鋼鐵被腐蝕；D項(xiàng)，電源負(fù)極能為鋼鐵制品輸入電子，防止Fe失電子被腐蝕。合 作 探 究·攻 重 難探究金屬腐蝕的條件和快慢某課外學(xué)習(xí)小組用不同的細(xì)金屬絲將三根大小相同的普通鐵釘分別固定在如圖所示的三個(gè)裝置內(nèi)，并將這些裝置在相同的環(huán)境中放置相同的一段時(shí)間。甲乙丙思考交流1甲中發(fā)生的是析氫腐蝕嗎？【提示】甲中只有一種金屬，沒(méi)構(gòu)成原電池，鐵與揮發(fā)出的鹽酸酸霧發(fā)生化學(xué)腐蝕。2

6、實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，鐵釘c幾乎沒(méi)有被腐蝕，原因是什么？【提示】濃硫酸不揮發(fā)，且具有吸水性，故丙中鐵釘所處環(huán)境最干燥，故鐵釘幾乎沒(méi)有被腐蝕。3實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，鐵釘腐蝕最嚴(yán)重的是哪個(gè)？【提示】乙中發(fā)生析氫腐蝕，Cu為正極，鐵釘為負(fù)極，鐵釘腐蝕最嚴(yán)重。4通過(guò)該實(shí)驗(yàn)得出金屬腐蝕的條件及快慢規(guī)律如何？【提示】金屬發(fā)生腐蝕的條件是金屬與接觸的物質(zhì)直接反應(yīng)或與電解質(zhì)構(gòu)成原電池，金屬腐蝕由快到慢的規(guī)律是原電池的負(fù)極>一般的化學(xué)腐蝕>干燥環(huán)境中的金屬。(1)影響金屬腐蝕的因素影響金屬腐蝕的因素包括金屬的本性、純度和介質(zhì)三個(gè)方面：就金屬本性來(lái)說(shuō)，金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕。同一金屬越純，越難腐蝕。如純鐵

7、即使在鹽酸溶液中反應(yīng)也會(huì)很慢，而含雜質(zhì)的生鐵在潮濕的空氣中也會(huì)很快生銹而被腐蝕。介質(zhì)對(duì)金屬腐蝕的影響也很大，如果金屬在潮濕的空氣中，接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液，都容易被腐蝕。(2)金屬腐蝕快慢的規(guī)律不同類型金屬腐蝕快慢規(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。同一金屬，不同溶液腐蝕快慢規(guī)律強(qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。同一電解質(zhì)溶液中腐蝕快慢規(guī)律電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。不同金屬腐蝕快慢規(guī)律活動(dòng)性不同的兩金屬，活動(dòng)性差別越大，構(gòu)成原電池時(shí)，活潑金屬腐蝕越快。當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基題組1金屬腐蝕和電化學(xué)腐

8、蝕的比較1關(guān)于金屬腐蝕的敘述中，正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73702067】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(shí)，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CA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(xiàng)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鐵生銹是一種常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，其主要的化學(xué)反應(yīng)方程式為2FeO2xH2O=Fe2O3·x

9、H2O。如圖是一放在水槽中的鐵架，水位高度如圖所示，則最容易生銹的鐵架橫桿是()A B C DC處橫桿沒(méi)有和水接觸，腐蝕速率較慢，處橫桿均已與水接觸，但處O2較少，所以處橫桿被腐蝕最快。題組2金屬腐蝕快慢的判斷3如圖各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序?yàn)?) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73702068】ABCDC中Fe放置在海水中，形成了無(wú)數(shù)微小原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。均構(gòu)成了原電池。中Fe的活潑性強(qiáng)于Sn，F(xiàn)e作負(fù)極發(fā)生了電化學(xué)腐蝕；中Zn的活潑性比Fe強(qiáng)，Zn作負(fù)極被腐蝕，而Fe被保護(hù)；中Fe的活潑性遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于Cu，所以Fe作負(fù)極被腐蝕，并且中形成的電流弱于中電流，所以中Fe比腐蝕得快，比腐蝕得慢

10、。因此Fe被腐蝕由快到慢的順序?yàn)椤?相同材料的鐵在圖中的四種情況下最不易被腐蝕的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73702069】C在A中，食醋提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，鐵勺和銅盆是相互接觸的兩個(gè)金屬極，形成原電池，鐵是活潑金屬作負(fù)極；在B中，食鹽水提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金，符合原電池形成的條件，鐵是活潑金屬作負(fù)極，碳作正極；在C中，銅鍍層將鐵球覆蓋，使鐵被保護(hù)，所以鐵不易被腐蝕；在D中，酸雨提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，易形成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕。題組3金屬的防護(hù)5下列做法有利于金屬防護(hù)的是()A鋼鐵零件表面進(jìn)行烤藍(lán)處理B將鋼鐵制成的閘門(mén)與直流電源正極相連C菜刀切菜后不洗凈就放回刀架D埋在地下的鋼管與銅

11、塊相連A一般鋼鐵容易生銹，如果將鋼鐵零件的表面進(jìn)行烤藍(lán)處理，就能大大增強(qiáng)其抗腐蝕能力，延長(zhǎng)使用壽命，A項(xiàng)正確；鋼鐵制成的閘門(mén)與直流電源的正極相連，閘門(mén)成為電解池的陽(yáng)極，能加速腐蝕，B項(xiàng)錯(cuò)誤；菜刀切菜后不洗凈，容易發(fā)生吸氧腐蝕，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵比銅活潑，當(dāng)埋在地下的鋼管與銅塊相連時(shí)，鋼管成為原電池的負(fù)極，加快了腐蝕，應(yīng)該與鋅塊相連，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6鋼鐵是目前應(yīng)用最廣泛的金屬材料，了解鋼鐵腐蝕的原因與防護(hù)方法具有重要意義，對(duì)鋼鐵制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可適當(dāng)延長(zhǎng)其使用壽命。 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73702070】(1)抗腐蝕處理前，生產(chǎn)中常用鹽酸來(lái)除鐵銹?，F(xiàn)將一表面生銹的鐵件放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_。(2)利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒，為減緩鐵件的腐蝕，開(kāi)關(guān)K應(yīng)置于_處。若X為鋅，開(kāi)關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為_(kāi)?！窘馕觥?