高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)++專題3第二單元第3講-金屬的腐蝕與防護(hù)++講義

專題三化學(xué)反應(yīng)原理第二單元電化學(xué)基礎(chǔ)第3講金屬的腐蝕與防護(hù)一、課程標(biāo)準(zhǔn)要求1．通過多種方式了解金屬腐蝕帶來的危害，認(rèn)識(shí)防止金屬腐蝕的重要意義。2．了解化學(xué)腐蝕及電化學(xué)腐蝕的含義，理解電化學(xué)腐蝕發(fā)生的條件。3．通過實(shí)驗(yàn)探究鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別，并認(rèn)識(shí)不同腐蝕發(fā)生的條件。4．了解常見的防止金屬腐蝕的方法，并能解釋其中的原因。二、在高中化學(xué)教材體系中的地位從課程模塊層面看，金屬的腐蝕與防護(hù)在必修課程、選修課程均有涉及，是在學(xué)生學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、原電池原理和電解池原理的基礎(chǔ)上開展的，學(xué)生對(duì)金屬的腐蝕已經(jīng)有感性的認(rèn)識(shí)，知道生活中的許多制品的表面都是通過電解的原理鍍上一層金屬來防止腐蝕，只是未歸納、整理、提升到腐蝕的具體條件及原理。最常見的金屬鐵易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，在學(xué)習(xí)金屬的腐蝕與防護(hù)時(shí)重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生回憶鐵生銹的原理及防止貼生銹的方法，進(jìn)而促使學(xué)生更深層次的理解兩種常見的電化學(xué)腐蝕：析氫腐蝕和吸氧腐蝕的本質(zhì)——金屬表面形成了微型的原電池，最終使學(xué)生深切地體會(huì)到防止金屬腐蝕的重要意義及方法，其中犧牲陽極的陰極保護(hù)法和外加電流的陰極保護(hù)法，不但運(yùn)用了原電池原理(犧牲陽極的陰極保護(hù)法)，也再次運(yùn)用到了電解池原理(外加電流的陰極保護(hù)法)，加深了學(xué)生對(duì)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)。本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)可以促使學(xué)生認(rèn)識(shí)到金屬腐蝕更多的是電化學(xué)腐蝕，利用原電池原理分析鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕，提升知識(shí)的理解和應(yīng)用。再利用電化學(xué)知識(shí)對(duì)金屬進(jìn)行防護(hù)，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的靈活綜合應(yīng)用，掌握好本節(jié)課內(nèi)容，對(duì)前面所學(xué)的原電池知識(shí)和電解池知識(shí)起到鞏固和提高的作用。三、思維導(dǎo)圖四、課時(shí)安排建議1課時(shí)金屬的腐蝕與防護(hù)一、教學(xué)流程活動(dòng)一：構(gòu)建知識(shí)體系問題1：a．化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕概念金屬與接觸到的干燥氣體(如O2、Cl2等)或非電解質(zhì)液體等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸,會(huì)形成原電池，較活潑的金屬失去電子而被氧化的腐蝕條件金屬與氧化劑直接接觸不純的金屬或合金，表面潮濕現(xiàn)象產(chǎn)生

產(chǎn)生

本質(zhì)金屬被直接氧化的過程,

因形成而使較活潑的金屬被氧化的過程

實(shí)例氯氣工廠里鐵制品被腐蝕鋼鐵的腐蝕腐蝕速率相互關(guān)系化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕往往，但更普遍，危害更大

問題2：實(shí)驗(yàn)探究(如圖所示)(1)若棉團(tuán)浸有NH4Cl溶液，鐵釘發(fā)生________腐蝕，正極反應(yīng)式為_________________，右試管中現(xiàn)象是_____________________________________。(2)若棉團(tuán)浸有NaCl溶液，鐵釘發(fā)生________腐蝕，正極反應(yīng)式為___________________，右試管中現(xiàn)象是_____________________________________。[歸納總結(jié)]鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比較類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)(pH<4.3)水膜呈弱酸性、中性或堿性負(fù)極反應(yīng)正極反應(yīng)其他反應(yīng)Fe2++2OH-Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3、2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O(鐵銹)+(3-x)H2O發(fā)生情況活動(dòng)性弱于氫(H)的金屬(如銅)只能發(fā)生吸氧腐蝕,不能發(fā)生析氫腐蝕問題3：一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如下，下列說法不正確的是()pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物Fe2＋Fe3O4Fe2O3FeOeq\o\al(－,2)A．在pH＞14溶液中，碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－=2H2OB．在pH＜4溶液中，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕C．在pH＞6溶液中，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕D．在煮沸除氧氣的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會(huì)加快[歸納總結(jié)]根據(jù)介質(zhì)判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕正確判斷“介質(zhì)”溶液的酸堿性是分析析氫腐蝕和吸氧腐蝕的關(guān)鍵。潮濕的空氣、酸性很弱或中性溶液發(fā)生吸氧腐蝕；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液發(fā)生析氫腐蝕。問題4：如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)開____。[歸納總結(jié)]金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕速率的快慢：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。(2)對(duì)同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液中>非電解質(zhì)溶液中。(3)活動(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，腐蝕速率越快。(4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。活動(dòng)二：重難點(diǎn)突破問題5：下列說法錯(cuò)誤的是 ()A．鐵質(zhì)管道與鋅用導(dǎo)線相連(如圖所示)可防止管道被腐蝕B．海上石油鋼鐵鉆井平臺(tái)可用外加電流的陰極保護(hù)法以防腐C．若電工操作中將鋁線與銅線直接相連,會(huì)導(dǎo)致銅線更快被氧化D．在外加電流的陰極保護(hù)法中,必須將被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備與直流電源的負(fù)極相連[歸納總結(jié)]金屬防腐蝕措施(1)電化學(xué)防護(hù)①犧牲陽極的陰極保護(hù)法——原電池原理a．負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；b．正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。②外加電流的陰極保護(hù)法——電解原理a．陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；b．陽極：惰性金屬或石墨。(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。典例簡(jiǎn)析[典型題例1]將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在題圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是()A．陰極的電極反應(yīng)式為B．金屬M(fèi)的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱C．鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)D．鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快(典型題例1出處：2020·江蘇卷。推薦理由：本題考查學(xué)生利用原電池的工作原理的應(yīng)用。生活中的鋼鐵主要發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕，人們常采用犧牲陽極的陰極保護(hù)法來防止鋼鐵被腐蝕。涉及了正負(fù)極的判斷、電極反應(yīng)式及腐蝕的快慢比較，理解原電池的工作原理是解答本題的關(guān)鍵，培養(yǎng)了學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力。)[簡(jiǎn)析]該裝置為原電池原理的金屬防護(hù)措施，為犧牲陽極的陰極保護(hù)法，金屬M(fèi)作負(fù)極，鋼鐵設(shè)備作正極，據(jù)此分析解答。陰極的鋼鐵設(shè)施實(shí)際作原電池的正極，正極金屬被保護(hù)不失電子，故A錯(cuò)誤；陽極金屬M(fèi)實(shí)際為原電池裝置的負(fù)極，電子流出，原電池中負(fù)極金屬比正極活潑，因此M活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；金屬M(fèi)失電子，電子經(jīng)導(dǎo)線流入鋼鐵設(shè)備，從而使鋼鐵設(shè)施表面積累大量電子，自身金屬不再失電子從而被保護(hù)，故C正確；海水中的離子濃度大于河水中的離子濃度，離子濃度越大，溶液的導(dǎo)電性越強(qiáng)，因此鋼鐵設(shè)施在海水中的腐蝕速率比在河水中快，故D錯(cuò)誤；故選C。[答案]C[小結(jié)]本題的情境是學(xué)術(shù)探索情境，以鋼鐵設(shè)施表面連接金屬M(fèi)減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕切入口設(shè)置關(guān)于電化學(xué)防腐原理幾個(gè)小問題，體現(xiàn)對(duì)電化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性和應(yīng)用性的考查?？疾榱藢W(xué)科素養(yǎng)的四個(gè)方面：一是化學(xué)觀念，主要體現(xiàn)在微粒觀和變化觀上，能夠根據(jù)微粒的變化判斷電極名稱、寫電極反應(yīng)式等；二是思維方法，能夠根據(jù)微粒的變化情況及原電池的工作原理，分析鋼鐵吸氧腐蝕和化學(xué)腐蝕速率的相對(duì)快慢；三是實(shí)踐探索，能夠根據(jù)原電池工作原理，對(duì)減緩鋼鐵吸氧腐蝕裝置進(jìn)行深入分析；四是態(tài)度責(zé)任，能夠通過化學(xué)在解決材料問題中的應(yīng)用，樹立可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，贊賞化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)。[典型題例2]支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是()A．通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整(典型題例2出處：2017·新課標(biāo)1卷。推薦理由：本題考查了學(xué)生的兩個(gè)方面關(guān)鍵能力：一是理解與辨析能力，要求能夠從題給裝置中提取有效信息，辨析利用電解池的基本工作原理防止金屬腐蝕的本質(zhì)；二是分析與推測(cè)能力，要求根據(jù)電解池的工作原理，通過分析正負(fù)極材料及電極作用，來認(rèn)識(shí)外加電流陰極保護(hù)法能防止金屬被腐蝕的根本原因。)[簡(jiǎn)析]本題使用的是外加電流的陰極保護(hù)法，鋼管柱與電源的負(fù)極相連，被保護(hù)。外加強(qiáng)大的電流可以抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，從而保護(hù)鋼管柱，A正確；通電后，被保護(hù)的鋼管柱作陰極，高硅鑄鐵作陽極，因此電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁，B正確；高硅鑄鐵為惰性輔助陽極，所以高硅鑄鐵不損耗，C錯(cuò)誤；通過外加電流抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，因此通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整，D正確。[答案]C[小結(jié)]本題的情境是學(xué)術(shù)探索情境，以高硅鑄鐵為惰性輔助陽極外加電流的陰極保護(hù)法對(duì)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁進(jìn)行防腐的裝置為載體，考查學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的四個(gè)方面：一是化學(xué)觀念，主要體現(xiàn)在微粒觀和變化觀上，能夠根據(jù)電子(電流)流動(dòng)方向判斷電極名稱及其作用等；二是思維方法，能夠根據(jù)電解池的工作原理，分析外加電流陰極保護(hù)法能防止鋼鐵腐蝕的本質(zhì)原因等；三是實(shí)踐探索，能夠根據(jù)電解池的工作原理防止鋼鐵腐蝕、減少鋼鐵材料的消耗等；四是態(tài)度責(zé)任，能夠通過化學(xué)在更合理使用自然資源中的作用，體會(huì)化學(xué)對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)。活動(dòng)三：鞏固提升1．判斷正誤：(1)純銀器表面變黑和鋼鐵表面生銹腐蝕原理一樣()(2)Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物()(3)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極鐵失去電子生成Fe3＋()(4)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()(5)鐵表面鍍鋅可增強(qiáng)其抗腐蝕性()(6)干燥環(huán)境下，所有金屬都不能被腐蝕()(7)銅在酸性環(huán)境下，不易發(fā)生析氫腐蝕()2．炒過菜的鐵鍋未及時(shí)洗凈(殘液中含NaCl)，不久便會(huì)因被腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑。腐蝕原理如圖所示，下列說法正確的是()A．腐蝕過程中，負(fù)極是FeB．Fe失去電子經(jīng)電解質(zhì)溶液轉(zhuǎn)移給CC．正極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑D．C是正極，O2在C表面上發(fā)生還原反應(yīng)3．某同學(xué)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象取一塊打磨過的生鐵片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食鹽水放置一段時(shí)間后，生鐵片上出現(xiàn)如圖所示“斑痕”，其邊緣為紅色，中心區(qū)域?yàn)樗{(lán)色，在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹下列說法不合理的是()A．生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕B．中心區(qū)的電極反應(yīng)式為：Fe－2e－===Fe2＋C．邊緣處的電極反應(yīng)式為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．交界處發(fā)生的反應(yīng)為：4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋4．港珠澳大橋設(shè)計(jì)壽命為120年，對(duì)橋體鋼制構(gòu)件采用了多種防腐措施，下列防腐措施錯(cuò)誤的是()A．用導(dǎo)線與石墨相連B．用導(dǎo)線與電源負(fù)極相連C．鋼制構(gòu)件上焊接鋅塊D．表面噴涂分子涂層5．利用下圖裝置可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，可減緩鐵的腐蝕B．若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，鐵極發(fā)生氧化反應(yīng)C．若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，可減緩鐵的腐蝕D．若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，X極發(fā)生氧化反應(yīng)6．我國多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象，在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽的腐蝕，防護(hù)原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．通電時(shí)，鋅環(huán)是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．通電時(shí)，陰極上的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．?dāng)嚯姇r(shí)，鋅環(huán)上的電極反應(yīng)為Zn2＋＋2e－=ZnD．?dāng)嚯姇r(shí)，鋅環(huán)失去保護(hù)作用7．(2022·江蘇模擬重組)下列說法錯(cuò)誤的是()A．碳素鋼在海水中發(fā)生的腐蝕主要是吸氧腐蝕B．圖甲是一定溫度下，處于恒容密閉容器、弱酸性環(huán)境下的鐵釘發(fā)生腐蝕過程中體系壓強(qiáng)的變化曲線，可推知初始階段鐵釘主要發(fā)生析氫腐蝕C．在外加電流的陰極保護(hù)法中，須將被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備與直流電源的負(fù)極相連D．圖乙是保護(hù)鐵閘門不被腐蝕8．化學(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具，下列化學(xué)用語正確的是()A．用銅作陰極，石墨作陽極，電解飽和食鹽水時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式：2Cl－－2e－=Cl2↑B．鉛蓄電池放電時(shí)的正極反應(yīng)式為Pb－2e－＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4C．粗銅精煉時(shí)，與電源正極相連的應(yīng)是粗銅，該極發(fā)生電極反應(yīng)只有Cu－2e－=Cu2＋D．鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋[參考答案]1．××××√×√2．AD解析：A項(xiàng)，鐵鍋中含有的Fe、C，和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，活潑金屬作負(fù)極，F(xiàn)e易失電子，故腐蝕過程中，負(fù)極是Fe，正確；B項(xiàng)，原電池中電子由負(fù)極Fe直接向正極C流動(dòng)，在電解質(zhì)溶液中依靠離子的移動(dòng)導(dǎo)電，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，該原電池中，C作正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，C是正極，O2在C表面上發(fā)生還原反應(yīng)，正確。3．D解析：生鐵片邊緣處為紅色，說明生成了OH－，O2＋2H2O＋4e－=4OH－，生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，故A、C兩項(xiàng)合理；根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中心區(qū)域?yàn)樗{(lán)色，說明生成了Fe2＋，F(xiàn)e－2e－=Fe2＋，故B項(xiàng)合理；在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹，是因?yàn)樯傻臍溲趸瘉嗚F被氧氣氧化成了氫氧化鐵，故D項(xiàng)不合理。4．A解析：A項(xiàng)，石墨、Fe和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極加速被腐蝕，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，將鐵和電源負(fù)極相連時(shí)Fe作陰極而被保護(hù)，正確；C項(xiàng)，為犧牲陽極的陰極保護(hù)法，正確；D項(xiàng)，為增加防護(hù)層，正確。5．B解析：若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處時(shí)，鋅作負(fù)極，鐵作正極被保護(hù)，A項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯(cuò)誤；若X為碳棒，開關(guān)K置于N處，鐵連接電源負(fù)極作陰極被保護(hù)，C項(xiàng)正確；X連接電源正極作陽極被氧化，D項(xiàng)正確。6．CD解析：鋅環(huán)與電源的正極相連，為陽極，A項(xiàng)正確；斷電時(shí)，Zn比鐵活潑，作負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤。7．D解析：海水呈弱堿性，故發(fā)生的腐蝕主要是吸氧腐蝕，A正確；由圖像看出，初始階段容器中壓強(qiáng)增大，故腐蝕過程中生成了氣體，B正確；與直流電源的負(fù)極相連，作陰極被保護(hù)，為外加電流的陰極保護(hù)法，C正確；鐵閘門與電源正極相連，作陽極，加快腐蝕，應(yīng)與電源負(fù)極相連，D錯(cuò)誤。8．A解析：用銅作陰極，石墨作陽極，電解飽和食鹽水時(shí)，氯離子的還原性大于氫氧根離子，陽極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，A項(xiàng)正確；鉛蓄電池放電時(shí)的正極反應(yīng)式為PbO2＋4H＋＋SO42-＋2e－=PbSO4＋2H2O，負(fù)極反應(yīng)式為Pb－2e－＋SO42-=PbSO4，B項(xiàng)錯(cuò)誤；粗銅精煉時(shí)，與電源正極相連的應(yīng)是粗銅，該極發(fā)生電極反應(yīng)除Cu－2e－=Cu2＋外，還有比銅活潑的雜質(zhì)金屬失電子的反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、教學(xué)建議1．可通過多媒體圖片展示、影片放映等方式，讓學(xué)生了解金屬腐蝕在日常生活中的普遍性、嚴(yán)重性和危害性，明白金屬腐蝕的原理，強(qiáng)化對(duì)析氫腐蝕和吸氧腐蝕本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，明白兩者的區(qū)別和聯(lián)系。2．可引導(dǎo)學(xué)生從氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、原電池原理的角度來深刻認(rèn)識(shí)金屬的腐蝕，并了解兩種電化學(xué)防護(hù)(犧牲陽極的陰極保護(hù)法、外加電流的陰極保護(hù)法)的基本原理。3．為了更有效地進(jìn)行本節(jié)課知識(shí)的復(fù)習(xí)，教師要將課堂教學(xué)中心由“老師的復(fù)習(xí)”向“學(xué)生的學(xué)”和“對(duì)學(xué)生的評(píng)”轉(zhuǎn)移，切實(shí)轉(zhuǎn)變教與學(xué)的方式。4．在對(duì)金屬的腐蝕與防護(hù)的相關(guān)知識(shí)的復(fù)習(xí)時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生重視電化學(xué)防護(hù)金屬的方法對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)。三、情境素材鋁制容器使用時(shí)注意點(diǎn)鋁鍋或鋁鏟是精鋁或回收鋁制成的，回收鋁雜質(zhì)多且不說，就是精鋁對(duì)人體健康也不利。雖然鋁也是人體必需的微量元素，但每天從飲食中攝取的鋁就已綽綽有余。過多的鋁進(jìn)入人體后，大部分被排出，也有一些殘留在體內(nèi)，當(dāng)累積到超過正常值5～10倍時(shí)，就能對(duì)健康造成危害。所以，在使用鋁制器皿的時(shí)候要特別注意。1．鋁、鐵炊具不要混用許多家庭存在著鐵、鋁炊具混用現(xiàn)象，例如燒菜鍋是鐵制品或不銹鋼制品，卻用著一把鋁制鍋鏟，或者燒菜鍋是鋁制的，卻配著不銹鋼鍋鏟。研究證明，鋁、鐵炊具混用，留在食物中的殘留鋁比單用鋁制炊具要高出5~10倍。2．不要用鋁制器皿存放飯菜較咸的菜肴或湯類長時(shí)間存放在鋁制的容器中，會(huì)產(chǎn)生化學(xué)變化，對(duì)身體有不良影響。飯菜最好是存放在有蓋的容器中，可以選用符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的食物保鮮盒、玻璃器皿、不銹鋼器皿和質(zhì)地細(xì)密的陶瓷器皿等，粗糙的陶瓷中重金屬含量會(huì)相對(duì)高一些。如果選擇瓷或搪瓷器皿，最好不用內(nèi)面有彩色圖案的，以防彩釉中的重金屬污染食物。3．不要用鋁制器皿加工酸性、堿性食物酸性、堿性的食物都不能用鋁制容器來蒸煮或存放，因?yàn)樗鼈兌紩?huì)溶解表面的保護(hù)膜，并進(jìn)一步溶解里面的鋁，從而使很多的鋁以鋁離子的形式進(jìn)入食物。人體攝入過多的鋁可能會(huì)造成老年癡呆。另外，鋁制容器也不宜用來蒸煮或長時(shí)間存放過咸的食物，那樣會(huì)加速鋁表面的氧化鋁溶解。4．不要用鋁制品攪拌雞蛋因?yàn)殡u蛋和鋁制品會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，蛋清碰到鋁以后會(huì)變成灰白色，蛋黃碰到鋁會(huì)變成綠色，因此，不要在鋁制品中攪拌雞蛋，瓷器才是攪拌雞蛋的最佳容器。5．不要用鋁制品長期存放面粉面粉中的淀粉發(fā)酵后會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸，對(duì)鋁有腐蝕作用。過久存放的面粉會(huì)與空氣中的水分結(jié)合產(chǎn)生碳酸氣。鋁表層的保護(hù)膜會(huì)在有機(jī)酸、水和碳酸氣的侵蝕下被破壞而生銹。鋼鐵烤藍(lán)鋼制件的表面發(fā)黑處理，也有被稱之為發(fā)藍(lán)的。這種工藝主要是減緩鐵器的腐蝕速度,發(fā)黑處理常用的方法有傳統(tǒng)的堿性加溫發(fā)黑和出現(xiàn)較晚的常溫發(fā)黑兩種。但常溫發(fā)黑工藝對(duì)于低碳鋼的效果不太好。A3鋼用堿性發(fā)黑好一些。堿性發(fā)黑細(xì)分出來，又有一次發(fā)黑和兩次發(fā)黑的區(qū)別。發(fā)黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉。發(fā)黑時(shí)所需溫度的寬容度較大，大概在135攝氏度到155攝氏度之間都可以得到不錯(cuò)的表面，只是所需時(shí)間長短不一而已。所謂烤藍(lán)是鋼鐵零件表面處理的一種防腐蝕的工藝。其原理就是在鋼鐵表面生成一定厚度和強(qiáng)度的致密的氧化層，成分主要是Fe3O4，反應(yīng)原理是鐵和水的氧化反應(yīng)，其反應(yīng)式可以表示：3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2↑(高溫條件下)?！翱舅{(lán)”方法很多，常用堿性或酸性藥液使金屬表面產(chǎn)生藍(lán)黑色保護(hù)層。我國舊時(shí)做銀飾常用烤藍(lán)這種方法，將銀放入堿或酸液，進(jìn)行加熱，視藥液種類濃度，溫度一般達(dá)到90~110度，銀開始發(fā)黃，然后發(fā)藍(lán)紅色，接著是藍(lán)黑色、最后變成黑色，需要哪種顏色，就適時(shí)取出，然后清洗，這樣不管得到的是藍(lán)黑色或黑色才都可以叫做“烤藍(lán)”。堿性氧化法"烤藍(lán)"藥液1．配方：

硝酸鈉50~100克氫氧化鈉600~700克亞硝酸鈉100~200克水1000克2．制法：按配方計(jì)量后，在攪拌條件下，依次把各料加入其中，溶解，混合均勻即可。3．說明：(1)金屬表面務(wù)必洗凈和干燥以后，才能進(jìn)行"烤藍(lán)"處理。(2)金屬器件進(jìn)行“烤藍(lán)”處理?xiàng)l件與金屬中的含碳量有關(guān)，“烤藍(lán)”藥液溫度及金屬器件在其中的處理時(shí)間可參考下表。金屬中含碳量%工作溫度(℃)處理時(shí)間(分)開始終止>0.7-0.7135<0.4142-145合金鋼142-145。(3)每隔一星期左右按期分析溶液中硝酸鈉、亞硝酸鈉和氫氧化鈉的含量，以便及時(shí)補(bǔ)充有關(guān)成分。一般使用半年后就應(yīng)更換全部溶液。(4)金屬“烤藍(lán)”處理后，最好用熱肥皂水漂洗數(shù)分鐘，再用冷水沖洗。然后,又用熱水沖洗，吹干。酸性氧化法“烤藍(lán)”藥液1．配方：磷酸3~10克硝酸鈣80~100克過氧化錳10~15克水1000克。2．制法：按配方計(jì)量后，在不斷攪拌條件下，依次把磷酸、過氧化錳和硝酸鈣加入其中，溶解，混合均勻即可。3．說明：(1)金屬器件先經(jīng)洗凈和干燥后才能進(jìn)行“烤藍(lán)”處理。(2)此法所得保護(hù)膜呈黑色，其主要成分是由磷酸鈣和鐵的氧化物所組成，其耐腐能力和機(jī)械強(qiáng)度均超過堿性氧化法所得的保護(hù)膜。4．“烤藍(lán)”工作溫度為100℃，處理時(shí)間為40~45分鐘。在處理碳素鋼時(shí)，藥液中磷酸含量控制在3~5克/升；處理合金鋼或鑄鋼時(shí)，磷酸含量控制在5~10克/升。應(yīng)注意定期分析藥液磷酸的含量。5．“烤藍(lán)”處理后金屬器件的清洗方法同上。金屬制品的電鍍1．典型技術(shù)無氰堿性亮銅在銅合金上一步完成預(yù)鍍與加厚，鍍層厚度可達(dá)10μm以上，亮度如酸性亮銅鍍層，若進(jìn)行發(fā)黑處理可達(dá)漆黑效果，已在1萬升槽正常運(yùn)行兩年。能完全取代傳統(tǒng)氰化鍍銅工藝和光亮鍍銅工藝，適用于任何金屬基材:純銅、銅合金、鐵、不銹鋼、鋅合金壓鑄件、鋁、鋁合金工件等基材上，掛鍍或滾鍍均可。無氰鍍金無氰自催化化學(xué)鍍金主鹽采用Na3[Au(SO3)2]，金層厚度可達(dá)1．5μm，已用在高密度柔性線路板和電子陶瓷上鍍金。非甲醛鍍銅非甲醛自催化化學(xué)鍍銅用于線路板的通孔鍍和非導(dǎo)體表面金屬化。革除有毒甲醛代之以廉價(jià)無毒次磷酸鹽，國內(nèi)外尚無商業(yè)化產(chǎn)品。已基本完成實(shí)驗(yàn)室研究，沉積速度3~4μm/h，壽命達(dá)10循環(huán)(MTO)以上，鍍層致密、光亮。但有待進(jìn)一步完善和進(jìn)行中試考驗(yàn)。純鈀電鍍Ni會(huì)引發(fā)皮炎，歐盟早已拒絕含Ni飾品進(jìn)口，鈀是最佳的代Ni金屬。本項(xiàng)目完成于1997年，包括二種工藝:一是薄鈀電鍍，厚度0.1~0.2μm，已用在白銅錫上作為防腐裝飾性鍍層和防銀變色層;二是厚鈀電鍍，厚度達(dá)3μm無裂紋(國際水平)，因鈀昂貴，目前尚未進(jìn)入國內(nèi)市場(chǎng)。純金電鍍主鹽為K[Au(CN)2]，屬微氰工藝。鍍層金純度99.99%，金絲(30μm)鍵合強(qiáng)度>5g，焊球(25μm)抗剪切強(qiáng)度>1.2Kg。努普硬度H<90，已用于高密度柔性線路板鍍金。2．鍍層分類(1)若按鍍層的成分則可分為單一金屬鍍層、合金鍍層和復(fù)合鍍層三類。單金屬電鍍單金屬電鍍至今已有170多年歷史，元素周期表上已有33種金屬可從水溶液中電沉積制取。常用的有電鍍鋅、鎳、鉻、銅、錫、鐵、鈷、鎘、鉛、金、銀等l0余種。在陰極上同時(shí)沉積出兩種或兩種以上的元素所形成的鍍層為合金鍍層。合金鍍層具有單一金屬鍍層不具備的組織結(jié)構(gòu)和性能，如非晶態(tài)Ni-P合金，相圖上沒有的各蕊sn合金，以及具有特殊裝飾外觀，特別高的抗蝕性和優(yōu)良的焊接性、磁性的合金鍍層等。復(fù)合鍍復(fù)合鍍是將固體微粒加入鍍液中與金屬或合金共沉積，形成一種金屬基的表面復(fù)合材料的過程，以滿足特殊的應(yīng)用要求。根據(jù)鍍層與基體金屬之間的電化學(xué)性質(zhì)分類，電鍍層可分為陽極性鍍層和陰極性鍍層兩大類。凡鍍層金屬相對(duì)于基體金屬的電位為負(fù)時(shí)，形成腐蝕微電池時(shí)鍍層為陽極，故稱陽極性鍍層，如鋼鐵件上的鍍鋅層;而鍍層金屬相對(duì)于基體金屬的電位為正時(shí)，形成腐蝕微電池時(shí)鍍層為陰極，故稱陰極性鍍層，如鋼鐵件上的鍍鎳層和鍍錫層等。(2)按用途分類可分為：①防護(hù)性鍍層：如Zn、Ni、C