第四章第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)名師優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎(jiǎng)市公開(kāi)課獲獎(jiǎng)?wù)n件

第四節(jié)金屬電化學(xué)腐蝕與防護(hù)第1頁(yè)課程標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航1.認(rèn)識(shí)金屬腐蝕危害。2.會(huì)解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕原因。3.掌握金屬腐蝕防護(hù)方法。第2頁(yè)新知初探自學(xué)導(dǎo)引自主學(xué)習(xí)氣體或液體氧化還原第3頁(yè)(2)本質(zhì)：金屬_______________變成陽(yáng)離子，發(fā)生了氧化反應(yīng)，用反應(yīng)方程式表示：M－ne－====Mn＋。(3)分類(lèi)①化學(xué)腐蝕：金屬與接觸到__________(如O2、Cl2、SO2等)或____________液體(如石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引發(fā)腐蝕。②電化學(xué)腐蝕：______金屬與________溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生________反應(yīng)，而使金屬腐蝕。失去電子干燥氣體非電解質(zhì)不純電解質(zhì)原電池第4頁(yè)2.電化學(xué)腐蝕鋼鐵析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較類(lèi)型析氫腐蝕吸氧腐蝕形成條件水膜______較強(qiáng)水膜酸性很____或呈______電解質(zhì)溶液溶有CO2、SO2、H2S水溶液溶有____水溶液負(fù)極反應(yīng)Fe－2e－====Fe2＋Fe－2e－====Fe2＋正極反應(yīng)2H＋＋2e－====H2↑O2＋4e－＋2H2O====4OH－酸性弱中性O(shè)2第5頁(yè)類(lèi)型析氫腐蝕吸氧腐蝕總反應(yīng)Fe＋2H＋=====Fe2＋＋H2↑____________________________最終生成鐵銹：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=====4Fe(OH)32Fe(OH)3

=====Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O普遍性吸氧腐蝕比析氫腐蝕更普遍2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2第6頁(yè)3.鋼鐵生銹原理試驗(yàn)探究(1)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：探究飽和食鹽水浸泡過(guò)鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕。(2)試驗(yàn)步驟：將經(jīng)過(guò)酸洗除銹鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入如圖所表示具支試管中。幾分鐘后，觀察導(dǎo)管中水柱改變。第7頁(yè)(3)試驗(yàn)現(xiàn)象：____________________________________。(4)試驗(yàn)分析：裝置中Fe、C、飽和食鹽水一起組成了原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，碳作正極，飽和食鹽水作電解質(zhì)溶液，因?yàn)镹aCl溶液呈中性，所以鋼鐵發(fā)生_______腐蝕。導(dǎo)管中水柱上升，鐵釘表面有鐵銹生成吸氧第8頁(yè)二、金屬電化學(xué)防護(hù)1.金屬防護(hù)正極陰極第9頁(yè)2.金屬電化學(xué)防護(hù)(1)犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法①理論依據(jù)：利用__________原理。②裝置示意圖原電池第10頁(yè)③電極反應(yīng)式負(fù)極：___________________；正極：____________________。(2)外加電流陰極保護(hù)法①理論依據(jù)：利用________原理。②裝置示意圖Zn－2e－====Zn2＋2H＋＋2e－====H2↑電解第11頁(yè)自主體驗(yàn)第12頁(yè)第13頁(yè)關(guān)鍵點(diǎn)突破講練互動(dòng)探究導(dǎo)引1 將純鐵片放入稀硫酸中發(fā)生是析氫腐蝕嗎？提醒：不是，因?yàn)闆](méi)有形成原電池，屬于化學(xué)腐蝕。關(guān)鍵點(diǎn)1化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕比較第14頁(yè)關(guān)鍵點(diǎn)歸納化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕(主要)定義金屬跟接觸到物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引發(fā)腐蝕不純金屬(或合金)接觸到電解質(zhì)溶液所發(fā)生原電池反應(yīng)，較活潑金屬原子失去電子被氧化而引發(fā)腐蝕吸氧腐蝕(主要)析氫腐蝕條件金屬與物質(zhì)直接接觸水膜中溶有O2，呈極弱酸性或中性、堿性水膜酸性較強(qiáng)第15頁(yè)化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕(主要)區(qū)分金屬被氧化而腐蝕較活潑金屬被氧化而腐蝕無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生反應(yīng)式2Fe＋3Cl2====2FeCl3負(fù)極：Fe－2e－====Fe2＋正極：2H2O＋O2＋4e－====4OH－正極：2H＋＋2e－====H2↑聯(lián)絡(luò)兩種腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，只是電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍、危害更大第16頁(yè)尤其提醒判斷金屬腐蝕類(lèi)型要從本質(zhì)入手，化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕本質(zhì)區(qū)分在于是否發(fā)生原電池反應(yīng)。在電化學(xué)腐蝕中，只有在金屬活動(dòng)性次序中位于氫前面金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕，而位于氫之后金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕，吸氧腐蝕比析氫腐蝕更為普遍。第17頁(yè)1．(·太原高二檢測(cè))某課外活動(dòng)小組，為研究金屬腐蝕原理，做了以下試驗(yàn)：將剪下一塊鍍鋅鐵片，放入錐形瓶中，并滴入少許食鹽水將其浸濕，再加數(shù)滴酚酞試液，按如圖裝置進(jìn)行試驗(yàn)，過(guò)一段時(shí)間后觀察。以下現(xiàn)象不可能出現(xiàn)是(

)即時(shí)應(yīng)用第18頁(yè)A．B中導(dǎo)氣管中產(chǎn)生氣泡B．B中導(dǎo)氣管里形成一段水柱C．金屬片剪口變紅D．鋅被腐蝕解析：選A。由題意知，鋅鐵合金放入NaCl溶液中，形成了原電池，因?yàn)榻饘倩顒?dòng)性：Zn＞Fe，且電解質(zhì)溶液為NaCl溶液，呈中性，故發(fā)生了Zn吸氧腐蝕，造成A中壓強(qiáng)減小，B中應(yīng)形成一段水柱，因?yàn)镺2得電子后結(jié)合H2O形成OH－，顯堿性，使酚酞變紅，故A錯(cuò)誤，B、C、D正確。第19頁(yè)探究導(dǎo)引2 結(jié)合金屬腐蝕本質(zhì)，分析金屬防護(hù)本質(zhì)是什么？在電化學(xué)防護(hù)中是怎樣做？提醒：金屬腐蝕本質(zhì)是金屬被氧化劑氧化變成金屬陽(yáng)離子，所以金屬防護(hù)本質(zhì)是防止金屬接觸氧化劑，或采取辦法使金屬不被氧化。在電化學(xué)防護(hù)中使被保護(hù)金屬作原電池正極或電解池陰極，不參加電極反應(yīng)，從而不被氧化。關(guān)鍵點(diǎn)2金屬腐蝕快慢判斷以及金屬防護(hù)第20頁(yè)關(guān)鍵點(diǎn)歸納第21頁(yè)(3)有沒(méi)有保護(hù)辦法腐蝕快慢次序：無(wú)保護(hù)辦法金屬腐蝕＞有一定保護(hù)辦法金屬腐蝕＞犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法引發(fā)金屬腐蝕＞有外加電流陰極保護(hù)法引發(fā)金屬腐蝕。(4)對(duì)同一個(gè)電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕速率越快。第22頁(yè)尤其提醒對(duì)于活動(dòng)性不一樣兩種金屬，活動(dòng)性差異越大，氧化還原反應(yīng)速率越快，活潑金屬腐蝕速率越快；純度越高金屬，腐蝕速率越慢。第23頁(yè)2.金屬防護(hù)方法(1)改變金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)比如：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(duì)各種侵蝕抵抗力。(2)在金屬表面覆蓋保護(hù)層在金屬表面覆蓋致密保護(hù)層，從而使金屬制品跟周?chē)镔|(zhì)隔離開(kāi)來(lái)，這是一個(gè)普遍采取防護(hù)方法。第24頁(yè)(3)電化學(xué)保護(hù)法①犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法將還原性較強(qiáng)金屬作為保護(hù)極與被保護(hù)金屬相連組成原電池，還原性較強(qiáng)金屬將作為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)而被損耗，被保護(hù)金屬作為正極就能夠防止被腐蝕。這種保護(hù)法犧牲了陽(yáng)極保護(hù)了陰極。第25頁(yè)②外加電流陰極保護(hù)法將被保護(hù)金屬與外加直流電源負(fù)極相連讓其成為陰極，而將外加直流電源正極接到惰性電極上，讓其成為陽(yáng)極。第26頁(yè)2．以下各情況下，其中鐵塊腐蝕由快到慢次序是________。即時(shí)應(yīng)用第27頁(yè)解析：⑤中Fe作電解池陽(yáng)極，腐蝕速率最快，②中Fe作原電池負(fù)極，腐蝕速率較快，③中Fe作原電池正極，④中Fe作電解池陰極，受到保護(hù)。所以鐵片腐蝕由快到慢次序是：⑤②①③④。答案：⑤②①③④第28頁(yè)題型探究權(quán)威預(yù)測(cè)題型1金屬腐蝕快慢比較例1

(·黑河高二檢測(cè))以下試管中鐵釘腐蝕最快是(

)第29頁(yè)【思緒點(diǎn)撥】

(1)原電池負(fù)極被腐蝕，電解池陽(yáng)極被腐蝕。(2)普通規(guī)律：電解原理引發(fā)腐蝕＞原電池原理引發(fā)腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防護(hù)辦法腐蝕。【解析】

A、B、C裝置主要發(fā)生了化學(xué)腐蝕，而D裝置中首先Fe把Cu置換出來(lái)，F(xiàn)e－Cu與H＋形成了原電池，加緊了腐蝕速度。第30頁(yè)【答案】

D【誤區(qū)警示】

D裝置中易忽略Fe置換出少許Cu與Fe組成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)會(huì)引發(fā)腐蝕加緊。第31頁(yè) (·高考北京卷)以下相關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)說(shuō)法正確是(

)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(shí)，鋼管不易被腐蝕D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)是Fe－3e－====Fe3＋題型2金屬防護(hù)例2第32頁(yè)【解析】本題考查金屬腐蝕和防護(hù)，意在考查學(xué)生對(duì)金屬腐蝕原理了解和防護(hù)辦法應(yīng)用。鋼管與電源正極相連，則鋼管作陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，在表面生成一層致密氧化膜保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕，B項(xiàng)正確；鋼管與銅管露天堆放在一起，形成原電池時(shí)鋼管作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，C項(xiàng)錯(cuò)誤；第33頁(yè)鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Fe－2e－====Fe2＋，D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】

B第34頁(yè)課堂達(dá)標(biāo)即時(shí)鞏固第35頁(yè)熱點(diǎn)示例思維拓展鋼鐵生銹試驗(yàn)探究

鋼鐵在潮濕環(huán)境下形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。潮濕是鐵生銹必需前提，依據(jù)鐵(Fe)→鐵銹(Fe2O3·H2O)生銹條件：O2濃度是影響生銹快慢一個(gè)主要原因。第36頁(yè)[經(jīng)典案例]

某研究性學(xué)習(xí)課題組為探究影響鋼鐵生銹原因，設(shè)計(jì)了以下方案：在四個(gè)小燒瓶中分別放入以下物質(zhì)：A瓶干燥細(xì)鐵絲、B瓶浸過(guò)食鹽水細(xì)鐵絲、C瓶浸過(guò)清水細(xì)鐵絲、D瓶食鹽水及細(xì)鐵絲，并使細(xì)鐵絲完全浸沒(méi)在食鹽水中。然后裝配成如圖所表示四套裝置，每隔一段時(shí)間測(cè)量導(dǎo)管中水面上升高度，結(jié)果以下表(表中所列數(shù)據(jù)為導(dǎo)管中水面上升高度/cm)所表示。第37頁(yè)第38頁(yè)不一樣時(shí)間水面上升高度第39頁(yè)課題組在解題時(shí)，學(xué)校評(píng)審組組織了結(jié)果展示與答辯，假如你是課題組組長(zhǎng)，請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)導(dǎo)管中水面為何會(huì)上升？___________________________________。(2)上述試驗(yàn)中，細(xì)鐵絲生銹速率由大到小排列次序?yàn)?填小燒瓶號(hào))__________________________________。(3)影響鋼鐵生銹原因主要有________________________________。第40頁(yè)(4)為預(yù)防鐵銹蝕，工業(yè)上普遍采取方法是_________________________________答兩種方法)【解析】浸過(guò)清水或食鹽水鐵絲發(fā)生吸氧腐蝕，故導(dǎo)管中液面要上升。但要發(fā)生吸氧腐蝕原電池反應(yīng)，必須符合組成原電池基本條件：①活潑性不一樣電極相互接觸；②電解質(zhì)溶液；③有空氣(或O2)且盡可能與細(xì)鐵絲和電解質(zhì)接觸。第41頁(yè)為了預(yù)防鐵銹蝕，