新教材新人教版選擇性必修1第4章 第3節(jié) 金屬的腐蝕與防護(hù)學(xué)案

1、第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)課前自主鄂習(xí)必備知識(shí)協(xié)自主傾習(xí)世備知識(shí)応知:基礎(chǔ)知識(shí)填苑匚I一、金屬的腐蝕1金屬腐蝕概念：金屬或合金與周圍的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象.由于與金屬接觸的氣體或液體物質(zhì)不同，發(fā)生腐蝕的情況也不同,發(fā)生腐蝕的情況也不同,一般金屬腐蝕可分為兩類：化學(xué)腐蝕：金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2等)直接反應(yīng)而引起的腐蝕。溫度對(duì)化學(xué)腐蝕的影響很大。電化學(xué)腐蝕：當(dāng)不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng),比較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕。2鋼鐵的電化學(xué)腐蝕由于條件不同,鋼鐵腐蝕可分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕兩種類型.析氫腐蝕吸氧腐蝕示意圖水膜環(huán)境負(fù)極反應(yīng)正

2、極反應(yīng)總反應(yīng)忑疋曲毎焉稱鞭壬壬工二鋼鐵的析氫腐蝕示意圖在酸性環(huán)境中Fe_2e_=Fez+2H+2e-=氏tFe+2H+=F2+H2tF舁Q由鏈isssat-FJt-*鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖水膜酸性很弱或呈中性2Fe4e-=2Fes+O2+4e+2H2O=4OH-2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍微點(diǎn)撥：(1)化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生,只是電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍，速率也大得多危害更大。(2)析氫腐蝕和吸氧腐蝕取決于金屬表面電解質(zhì)溶液的酸堿性，實(shí)際情況中以吸氧腐蝕為主。(3)鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極都是鐵

3、失電子生成Fe2+，而非Fe3。3實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)43實(shí)驗(yàn)1：將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖所示的具支試管中。幾分鐘后,觀察導(dǎo)管中水柱的變化。=丁d一民泡過V|現(xiàn)象及原因：實(shí)驗(yàn)1中導(dǎo)管中的水柱上升，鐵釘生銹。說明該過程鐵釘被腐蝕。鐵釘發(fā)生的是吸氧腐蝕。實(shí)驗(yàn)2：取兩支試管,分別放入兩顆鋅粒和等體積、等濃度的稀鹽酸，觀察現(xiàn)象。然后,向其中一支試管中滴加12滴硫酸銅溶液，再觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象及原因：開始時(shí)試管中均有無色氣體產(chǎn)生,滴加硫酸銅溶液后產(chǎn)生氣體的速率明顯加快原因是鋅置換出銅后構(gòu)成了銅鋅原電池，鋅作負(fù)極腐蝕速率加快。二、金屬的防護(hù)1改變金屬材料的組成:在金屬中添加其他金屬或非金屬可

4、以制成性能優(yōu)異的合金.例如，把鉻、鎳等加入普通鋼中制成不銹鋼產(chǎn)品。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.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。利用陽極氧化處理鋁制品的表面,使之形成致密的氧化膜而鈍化。采用離子注入、表面滲鍍等方式在金屬表面可以形成穩(wěn)定的鈍化膜。3電化學(xué)保護(hù)法(1)犧牲陽極法應(yīng)用原電池原理，讓被保護(hù)金屬做正極，一種活潑性較強(qiáng)的金屬做負(fù)極，用導(dǎo)線

5、相連。犧牲陽極法示意圖實(shí)驗(yàn)4一4實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)1已知Fe2+與Fe(CN)63-反應(yīng)生成帶有特征藍(lán)色的鐵氰化亞鐵沉淀：3Fe2+2Fe(CN)63-=FFe,Zn為原電池的負(fù)極，F(xiàn)e為正極，首先被腐蝕的是Zn,鐵得到保護(hù),鐵片不易被腐蝕，正確；D項(xiàng)，d為鋅塊，由于電解質(zhì)為中性環(huán)境，發(fā)生的是吸氧腐蝕，在鐵片上電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-=4OH-，錯(cuò)誤4如圖為模擬鐵生銹的實(shí)驗(yàn)。鐵粉中均勻混有少量炭粉，撒入內(nèi)壁已分別用氯化鈉溶液和稀醋酸潤(rùn)濕過的甲、乙兩個(gè)具支試管中，打開止水夾片刻后,下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法合理的是（）A甲裝置導(dǎo)管口有氣泡，乙裝置導(dǎo)管內(nèi)出現(xiàn)一段液柱B.甲裝置中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是析

6、氫腐蝕C乙裝置中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕D乙裝置導(dǎo)管口有氣泡冒出甲圖中的電解質(zhì)溶液呈中性,所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，A、B兩項(xiàng)均錯(cuò);乙圖中的電解質(zhì)溶液呈酸性，發(fā)生的是析氫腐蝕，有氣體產(chǎn)生，C項(xiàng)錯(cuò)D項(xiàng)正確.鐵釘在逐漸生銹,則鐵釘?shù)母g屬于腐蝕(填“化學(xué)”或“電化學(xué)”)。若試管內(nèi)液面上升，則原溶液呈性,發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：;正極：。若試管內(nèi)液面下降,則原溶液呈性，發(fā)生腐蝕,電極反應(yīng)式分別為負(fù)極；正極:。解析根據(jù)原電池的構(gòu)成條件有兩種不同的材料(Fe為負(fù)極，碳為正極)，有電解質(zhì)溶液，形成閉合回路,可知鐵釘?shù)母g屬于電化學(xué)腐蝕。根據(jù)金屬腐蝕的條件原理及結(jié)果可知:試管內(nèi)液面上升，說明是試管內(nèi)壓強(qiáng)減小,試管內(nèi)氣體被吸收所致，是鐵釘吸氧腐蝕的結(jié)果，據(jù)此寫出電極反應(yīng)式；試管內(nèi)液面下降，說明是試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)變大,