（新課標(biāo)）高中化學(xué) 第一章 第3節(jié) 第2課時(shí) 金屬的腐蝕與防護(hù)導(dǎo)學(xué)案 魯科版選修4.docVIP

第三節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電池第2課時(shí) 金屬的腐蝕與防護(hù) 【課前學(xué)案導(dǎo)學(xué)】 精準(zhǔn)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)航1.了解金屬腐蝕的原因，能辨別金屬發(fā)生腐蝕的類型。2.理解金屬電化學(xué)腐蝕的原理及類型。3.掌握金屬防護(hù)的方法及金屬的電化學(xué)防護(hù)的原理。自主梳理基礎(chǔ)知識導(dǎo)航一、金屬的腐蝕1.金屬腐蝕是指_。2化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較金屬腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件有無電流3鋼鐵的腐蝕：_腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。（1）析氫腐蝕(酸性環(huán)境)負(fù)極：_；正極：_(2)吸氧腐蝕負(fù)極：_；正極：_問題思考1 ？金屬腐蝕的本質(zhì)是什么？二、金屬的防護(hù)方法（1）在金屬表面覆蓋_,如_。（2）犧牲陽極保護(hù)法：即將_的金屬作為保護(hù)極，與被保護(hù)金屬相連構(gòu)成_,_的金屬將作為負(fù)極發(fā)生_反應(yīng)而消耗，被保護(hù)金屬作為正極就可以避免腐蝕。（3）陰極電保護(hù)法：即將被保護(hù)金屬與外加直流電源的_極相連讓其成為陰極，而將外加直流電源的_極接到一些廢鐵上，使廢鐵成為陽極。自主梳理參考答案一、1、金屬表面與周圍的物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)或因電化學(xué)作用而遭到破2、金屬跟氧化劑直接接觸 不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸 無電流產(chǎn)生 有微弱電流產(chǎn)生3、吸氧（1）fefe2+2e 2h+2eh2（2）fefe2+2e o2+2h2o+2e4oh二、（1）保護(hù)層 噴漆、涂油、電鍍（2）被保護(hù) 電解池 廢舊 氧化（3）負(fù) 正問題思考參考答案 問題思考1：金屬失去電子被氧化的過程 【課堂探究導(dǎo)學(xué)】 合作探究-名師保駕護(hù)航探究一：鋼鐵的電化學(xué)腐蝕的比較析氫腐蝕吸氧腐蝕相同點(diǎn)腐蝕的本質(zhì)被腐蝕金屬為原電池的負(fù)極，其原子失去電子邊長=變成金屬陽離子，腐蝕氧化反應(yīng)電極反應(yīng)式負(fù)極：fefe2+2e不同點(diǎn)條件酸性較強(qiáng)弱酸性、中性或堿性電解質(zhì)溶液溶有co2.so2等的說溶液溶有o2的水溶液氧化劑h+o2電極反應(yīng)式正極：2h+2eh2正極：o2+2h2o+2e4oh產(chǎn)物h2fe（oh）2普遍性吸氧腐蝕比析氫腐蝕更普遍特別提醒金屬的吸氧腐蝕比析氫腐蝕更普遍，按照金屬活動(dòng)性順序，“h”前金屬既可以腐蝕吸氧腐蝕，“h”后金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕。探究二：判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律不純的金屬或合金，在潮濕的空氣中形成微電池發(fā)生電化腐蝕，活潑金屬因被腐蝕而損耗，金屬腐蝕的快慢與下列兩種因素有關(guān)： 與構(gòu)成微電池的材料有關(guān)，兩極材料的活動(dòng)性差別越大，電動(dòng)勢越大（活動(dòng)性相差越大），氧化還原反應(yīng)的速度越快，活潑金屬被腐蝕的速度就越快。 與金屬所接觸的電解質(zhì)強(qiáng)弱有關(guān)，活潑金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕快于在非金屬溶液中的腐蝕，在強(qiáng)電解質(zhì)溶液中的腐蝕快于在弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕。一般說來可用下列原則判斷：電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防腐蝕措施的腐蝕特別提醒比較金屬腐蝕的快慢時(shí)，要從以下幾個(gè)方面分析：（1）首先分析金屬的活動(dòng)性；（2）分析是電化學(xué)腐蝕還是化學(xué)腐蝕；（3）分析金屬的環(huán)境，即電解質(zhì)溶液；（4）分析是否構(gòu)成原電池或電解池。典例剖析-名師釋疑助航例1.下列變化中屬于原電池反應(yīng)的是( ) a.白鐵(鍍zn鐵)表面有劃損時(shí)，也能阻止鐵被氧化b.在空氣中金屬鋁表面迅速被氧化形成保護(hù)膜c.紅熱的鐵絲與水接觸表面形成藍(lán)色保護(hù)層d.在鐵與稀反應(yīng)時(shí)，加幾滴溶液，可加快的產(chǎn)生答案ad解析空氣中金屬鋁表面迅速被氧化形成保護(hù)膜，是金屬鋁與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氧化物的原因，b錯(cuò)；紅熱的鐵絲與水反應(yīng)生成致密四氧化三鐵，在電焊里有一道工序叫“烤藍(lán)”，就是為了產(chǎn)生這樣一層保護(hù)膜防止鐵器生銹，c錯(cuò)?！咀兪接?xùn)練1】為了防止輪船的船體的腐蝕，應(yīng)該在船殼下水線位置嵌入一定數(shù)量的（ ）a.銅片 b.鋅片 c.碳棒 d.銀片【例2】鐵棒與石墨棒用導(dǎo)線連接后浸入0.01moll-1的食鹽溶液中，可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是（ ）a. 鐵棒附近產(chǎn)生oh- b. 鐵棒逐漸被腐蝕 c. 石墨棒上放出cl2 d. 石墨棒上放出o2答案b解析這是鋼鐵的吸氧腐蝕。鐵棒做負(fù)極，電極反應(yīng)為fe2e=fe2+，碳棒做正極，電極反應(yīng)為2h2o+o2+4e=4oh。【變式訓(xùn)練2】銅板上鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如下圖所示，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是( )a.正極電極反應(yīng)式為：b.此過程中還涉及到反應(yīng)：c.此過程中cu并不被腐蝕d.此過程中電子從fe移向cu【例3】金屬的防腐常用方法有 a覆蓋油漆 b覆蓋塑料 c電鍍金屬 d電化學(xué)保護(hù)法e制成不銹鋼請為以下鋼鐵制品選擇一種適當(dāng)?shù)姆乐股P的方法(填寫序號)：(1) 郵筒_ _ _ (2) 手術(shù)刀_ _ (3) 海水中的鋼閘門_ (4) 電線_ _ (5) 自行車的鋼圈_。答案（1）a （2）e （3）d （4）b （5）c解析本題考查的是金屬的防護(hù)方法。 變式訓(xùn)練解析及答案【變式訓(xùn)練1】答案：b解析：這是利用原電池原理來防止輪船的船體的腐蝕，應(yīng)該在船殼下水線位置嵌入金屬活潑性比鐵活潑的金屬才能保護(hù)船體?！咀兪接?xùn)練2】答案：a解析：正極電極反應(yīng)式為：，a錯(cuò)。備選例題1. 埋在地下的鑄鐵輸油管道，在下列各種情況下，被腐蝕過程速率最慢的是( )a在含鐵元素較多的酸性土壤中 b在潮濕疏松的堿性土壤中c在干燥致密不透氣的土壤中 d在含碳粒較多，潮濕透氣的中性土壤中【答案】c【解析】在含鐵元素較多的酸性土壤中，發(fā)生析氫腐蝕，a錯(cuò)；在潮濕疏松的堿性土壤中或在含碳粒較多，潮濕透氣的中性土壤中，發(fā)生吸氧腐蝕，b、d錯(cuò)。2下列敘述中，正確的是a在船舶的外殼裝上銅塊可防止其發(fā)生電化學(xué)腐蝕bmno2.fecl3和cuso4都可加快h2o2的分解速率cfecl3溶液和fe2(so4)3溶液加熱蒸干、灼燒都得到fe2o3d用惰性電極分別電解cucl2溶液和mgcl2溶液分別得到單質(zhì)cu和mg【答案】b【解析】在船舶的外殼裝上銅塊，加快了鐵的腐蝕，a錯(cuò)；mno2.fecl3和cuso4都可以做h2o2的分解的催化劑，b正確；fe2(so4)3溶液加熱蒸干、灼燒得到fe2(so4)3，c錯(cuò)；用惰性電極電解mgcl2溶液，得不到mg單質(zhì)，d錯(cuò)。3（1）金屬腐蝕一般可分為電化學(xué)腐蝕和 腐蝕。（2）炒過菜的鐵鍋未及時(shí)洗凈容易發(fā)生腐蝕。若鐵鍋內(nèi)殘液呈弱酸性，則腐蝕屬于 （填“吸氧”或“析氫”，下同）腐蝕；若殘液中主要含有nacl，腐蝕應(yīng)屬于 腐蝕。吸氧腐蝕中，負(fù)極的電極反應(yīng)式為 。鐵銹的主要成分為 。答案：（1）化學(xué) （2）析氫 吸氧 fe 2e- fe2+ fe2o3xh2o 解析：本題考查的是金屬的的析氫腐蝕和吸氧腐蝕。析氫腐蝕的條件是酸性較強(qiáng)的環(huán)境，吸氧腐蝕的條件是弱酸性、中性或是堿性。常用教學(xué)素材鋁的冶煉史傳說拿破侖三世的刀叉具是用鋁制造的。筵席上，他為多數(shù)客人提供金餐具，而只讓少數(shù)客人使用鋁餐具，是為了讓用鋁餐具的客人留下更深刻印象。1885年，在美國首都華盛頓特區(qū)落成的華盛頓紀(jì)念碑上的頂帽也是用金屬鋁制造的。因?yàn)樵?9世紀(jì)，鋁是一種珍貴的金屬。人們最初得到的鋁粒如同珍寶，它的價(jià)格同黃金相當(dāng)。因?yàn)閺匿X礦石中把鋁提煉出來，是極其困難的。1825年，丹麥的奧斯特分離出少量的純鋁。1827年，德國化學(xué)家維勒用金屬鉀與無水氯化鋁反應(yīng)而制得了鋁。但是鉀太昂貴了，所以不允許大規(guī)模地生產(chǎn)。又過了27年，法國化學(xué)家德維爾用金屬鈉與無水氯化鋁一起加熱而獲得閃耀金屬光澤的小鋁球。改用金屬鈉雖然極大地降低了鋁的生產(chǎn)費(fèi)用，但顯然沒有達(dá)到能使人們普遍應(yīng)用鋁的程度。1884年，在美國奧伯林學(xué)院化學(xué)系，有一位叫做查爾斯馬丁霍爾的青年學(xué)生。當(dāng)時(shí)他只有二十一歲。一次，他聽一位教授（這位教授正是維勒的學(xué)生）說：“不管誰能發(fā)明一種低成本的煉鋁法，都會(huì)出人頭地?！边@使霍爾意識到只有探索廉價(jià)的煉鋁方法，才能使鋁被普遍應(yīng)用?；魻枦Q定在自己家里的柴房中辦一個(gè)家庭實(shí)驗(yàn)室。他打算應(yīng)用戴維早期的一項(xiàng)發(fā)明：把電流通到熔融的金屬鹽中，可以使金屬的離子在陰極上沉積下來，從而使金屬離子分離出來。因?yàn)檠趸X的熔點(diǎn)很高(2050)，他必須物色一種能夠溶解氧化鋁而又能降低其熔點(diǎn)的材料，偶然發(fā)現(xiàn)了冰晶石(na3alf6)。冰晶石一氧化鋁熔鹽的熔點(diǎn)僅在9301000之間，冰晶石在電解溫度下不被分解，并有足夠的流動(dòng)性。這樣就有利于電解的進(jìn)行?；魻柌捎么邵釄?，碳棒（陽極）和自制電池，對氧化鋁，即精制的氧化鋁礦進(jìn)行電解。把氧化鋁溶在10%15%的熔融的冰晶石里，再通以電流，結(jié)果觀察到有氣泡出現(xiàn)，然而卻沒有金屬鋁析出。他推測，電流使坩堝中的二氧化硅分解了，因此游離出硅。于是他對電池進(jìn)行改裝，用碳作坩堝襯里，又將碳作為陰極，從而解決了這一難題。1886年2月的一天，他終于看到小球狀的鋁聚集在陰極上?；魻柎藭r(shí)異常激動(dòng)，帶著他第一次獲得的一把金屬鋁球去見他的教授。后來，這些鋁球竟成為“王冠寶石”，至今仍珍存在美國制鋁公司的陳列廳中。廉價(jià)煉鋁方法的發(fā)明，使鋁這種在地殼中含量占8%的元素，從此成了為人類提供多方面重要用途的材料。而發(fā)明家霍爾，當(dāng)時(shí)還不滿23周歲，這年12月6日才是他的23歲生日。還有一件值得提及的事，非常巧合，一位與霍爾同齡的年輕的法國化學(xué)家埃魯也在這年稍晚些時(shí)候發(fā)明了相同的煉鋁法