高三化學(xué)單元高中同步測控優(yōu)化設(shè)計(jì)第四章第三節(jié) 金屬的腐蝕與防護(hù)

高中同步測控優(yōu)化設(shè)計(jì)GAOZHONGTONGBUCEKONGYOUHUASHEJI第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)第四章2022內(nèi)容索引010203自主預(yù)習(xí)新知導(dǎo)學(xué)合作探究釋疑解惑課堂小結(jié)課標(biāo)定位素養(yǎng)闡釋1.能說出金屬腐蝕的危害,能用電化學(xué)原理解釋金屬腐蝕現(xiàn)象。2.能選擇并設(shè)計(jì)防止金屬腐蝕的措施。自主預(yù)習(xí)新知導(dǎo)學(xué)一、金屬的腐蝕1.金屬的腐蝕是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。2.金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)是金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子,金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。3.金屬腐蝕的類型。(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕。(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵腐蝕為例,填表)。

二、金屬的防護(hù)1.改變金屬材料的組成,如在普通鋼中加入鉻、鎳等制成不銹鋼產(chǎn)品,以增強(qiáng)鋼鐵的抗腐蝕性能。2.在鋼鐵制品的表面噴涂油漆、礦物性油脂或覆蓋搪瓷、塑料等;用電鍍等方法在鋼鐵表面鍍上一層鋅、錫、鉻、鎳等金屬;用化學(xué)方法在鋼鐵部件表面進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理(生成一層致密的四氧化三鐵薄膜);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等。另外,采用離子注入、表面滲鍍等方式在金屬表面也可以形成穩(wěn)定的鈍化膜等。3.電化學(xué)保護(hù)法。(1)犧牲陽極法。如圖1,應(yīng)用原電池原理,讓活動(dòng)性比鐵強(qiáng)的金屬鋅作負(fù)極,鋼鐵設(shè)備作正極而被保護(hù)。(2)外加電流法。如圖2,應(yīng)用電解原理,把被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極,用惰性電極作為輔助陽極,在電解質(zhì)溶液里,接外加直流電源?！咀灾魉伎肌?/p>

鍍鋅鐵和鍍錫鐵的鍍層破損后,是否失去對鐵的防護(hù)能力?提示:鍍鋅鐵的鍍層破損后,在潮濕的空氣里,鍍層鋅作負(fù)極,對鐵仍具有防護(hù)能力(犧牲陽極法);鍍錫鐵的鍍層破損后,在潮濕的空氣里,鍍層錫作正極,會加速鐵的腐蝕。【效果自測】

1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”。(1)Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中被腐蝕均生成氧化物。(

)(2)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí),負(fù)極鐵失去電子生成Fe3+。(

)(3)有些金屬表面覆蓋的保護(hù)層破損后,保護(hù)層對金屬繼續(xù)有保護(hù)作用。(

)(4)在海輪外殼上附著一些鋅塊或鋁塊,都可以減緩海輪外殼的腐蝕。(

)(5)鐵皮表面鍍上一層鋅可增強(qiáng)鐵皮的抗腐蝕性。(

)××√√√2.(1)A、B兩裝置長時(shí)間露置于空氣中,A發(fā)生

腐蝕,B發(fā)生

腐蝕。(2)利用如圖裝置,可以模擬鋼鐵的電化學(xué)保護(hù)法。為減緩鐵的腐蝕,若開關(guān)K置于N處,則X應(yīng)為石墨棒或Pt等惰性電極,該電化學(xué)保護(hù)法為

;若開關(guān)K置于M處,則X應(yīng)為

,該電化學(xué)保護(hù)法稱為

。

答案:(1)析氫吸氧(2)外加電流法Zn等比鐵活潑的金屬犧牲陽極法合作探究釋疑解惑探究任務(wù)金屬腐蝕快慢的一般規(guī)律與應(yīng)用【問題引領(lǐng)】

金屬腐蝕的現(xiàn)象普遍存在,金屬腐蝕后造成的危害也是巨大的。采取有效措施防止金屬腐蝕具有重要意義。1.金屬腐蝕的快慢與哪些因素有關(guān)?提示:金屬本身的性質(zhì)、金屬的純度、與金屬接觸的物質(zhì)的性質(zhì)、溫度等。2.電化學(xué)防護(hù)的實(shí)質(zhì)是什么?提示:電化學(xué)防護(hù)的實(shí)質(zhì)是把被保護(hù)的金屬作原電池的正極或電解池的陰極,不參與電極反應(yīng),從而不被氧化。【歸納提升】

1.金屬腐蝕快慢的一般規(guī)律(1)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。有防護(hù)措施的腐蝕發(fā)生的可能性很小或幾乎不發(fā)生,包括原電池原理的防護(hù)(犧牲陽極法)和電解原理的防護(hù)(外加電流法)。(2)對同一種金屬而言,在相同濃度的溶液中腐蝕的快慢:強(qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。(3)活動(dòng)性不同的兩種金屬,活動(dòng)性差別越大,活動(dòng)性強(qiáng)的金屬腐蝕越快。(4)對同一種電解質(zhì)溶液而言,電解質(zhì)溶液濃度越大,金屬腐蝕越快。(5)溫度升高,對化學(xué)腐蝕的速率影響很大;升高溫度,電解質(zhì)溶液中的離子運(yùn)動(dòng)速率增大,溶液的導(dǎo)電性增強(qiáng),因此溫度對電化學(xué)腐蝕的速率也有一定的影響。2.應(yīng)用(1)實(shí)驗(yàn)室里,利用原電池反應(yīng),增大制取氫氣的反應(yīng)速率。在用鋅與稀硫酸制取氫氣時(shí),常常向稀硫酸中滴入幾滴硫酸銅溶液,鋅置換出銅,銅、鋅在稀硫酸中相接觸,形成原電池,從而加速鋅的腐蝕。(2)利用電解原理提純金屬。工業(yè)上電解精煉銅就是利用電解原理加速銅以及雜質(zhì)鋅、鐵、鎳等活潑金屬雜質(zhì)的腐蝕。(3)采用原電池原理的犧牲陽極法和采用電解原理的外加電流法,則是減慢金屬腐蝕的重要措施。思考犧牲陽極法和外加電流法都是采用輔助陽極,將被保護(hù)的金屬作為陰極。兩種方法中,對于用作輔助陽極的金屬的化學(xué)性質(zhì)有何要求?提示:犧牲陽極法中,用作輔助陽極的金屬要比被保護(hù)的金屬化學(xué)性質(zhì)活潑;外加電流法中,用作輔助陽極的金屬必須是惰性金屬,如Pt?！镜湫屠}】

【例題】

如圖,各燒杯中盛有相同濃度的NaCl溶液,純鐵在其中被腐蝕由慢到快的順序?yàn)?

)。A.②①③④B.④③①②C.④②①③D.③①②④答案:D解析:②③④實(shí)質(zhì)均為原電池裝置。③中Fe為正極被保護(hù);②④中Fe為負(fù)極,均被腐蝕,但相對來說,Fe與Cu的金屬活動(dòng)性的差別比Fe與Sn的大,故④中Fe被腐蝕得快;①中純鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕。方法技巧解決此類題目,首先判斷出金屬腐蝕是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕;對于電化學(xué)腐蝕,根據(jù)金屬活動(dòng)性判斷出正、負(fù)極,一般活動(dòng)性強(qiáng)的金屬為負(fù)極被腐蝕,活動(dòng)性弱的金屬為正極被保護(hù)。對于活動(dòng)性不同的兩金屬,活動(dòng)性差別越大,活潑金屬被腐蝕得越快;純度越高的金屬,腐蝕得越慢?！咀兪接?xùn)練】

鐵生銹是一種常見的自然現(xiàn)象,其變化過程可用化學(xué)方程式4Fe+3O2+xH2O══2Fe2O3·xH2O表示。如圖為一放在水槽中的鐵架,水位高度如圖。