蘇教版選修4 專題1 第3單元　金屬的腐蝕與防護(hù) 學(xué)案.docVIP

第三單元金屬的腐蝕與防護(hù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解金屬腐蝕及其危害。2.了解金屬電化學(xué)腐蝕的原因及反應(yīng)原理。(重點(diǎn))3.了解金屬防護(hù)方法，特別是金屬的電化學(xué)防護(hù)。(重點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知一、金屬的電化學(xué)腐蝕1金屬的腐蝕(1)金屬的腐蝕是指金屬或合金與周圍環(huán)境中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的現(xiàn)象。(2)金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)：金屬原子失去電子被氧化的過程，用反應(yīng)方程式表示(m代表金屬元素)為：mne=mn。(3)金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕：指金屬與其他物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕。腐蝕過程中無電流產(chǎn)生。電化學(xué)腐蝕：指不純的金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)，使較活潑的金屬失去電子被氧化而引起的腐蝕。2金屬的電化學(xué)腐蝕(1)吸氧腐蝕：鋼鐵表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性時(shí)，氧氣參加電極反應(yīng)，發(fā)生吸氧腐蝕。(2)析氫腐蝕：金屬表面的電解質(zhì)溶液酸性較強(qiáng)，腐蝕過程中不斷有h2放出。微點(diǎn)撥：化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)區(qū)別在于是否發(fā)生原電池反應(yīng)。在電化學(xué)腐蝕中，只有在金屬活動(dòng)性順序中位于氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕，而位于氫之后的金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕。二、金屬的電化學(xué)防護(hù)1本質(zhì)：阻止金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。2方法(1)改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金等。(2)加防護(hù)層，如在金屬表面涂油或油漆、覆蓋塑料、鍍不活潑金屬等。(3)電化學(xué)防護(hù)方法犧牲陽極的陰極保護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法原理原電池原理電解原理被保護(hù)金屬作正極作陰極構(gòu)成被保護(hù)金屬、比被保護(hù)金屬活潑的金屬等被保護(hù)金屬、惰性電極及直流電源等優(yōu)、缺點(diǎn)無需外加電源，但需要定期更換被腐蝕的金屬無需更換電極，但消耗電能示意圖聯(lián)系被保護(hù)的金屬都因?yàn)殡娮拥牧魅攵庠飧g基礎(chǔ)自測1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)。(1)金屬的腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。()(2)因?yàn)閏o2普遍存在，所以鋼鐵的腐蝕以析氫腐蝕為主。()(3)在金屬表面覆蓋保護(hù)層，若保護(hù)層破損后，就完全失去了對金屬的保護(hù)作用。()(4)鋼鐵水閘可用犧牲陽極或外加電流的陰極保護(hù)法防止其腐蝕。()(5)鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)負(fù)極反應(yīng)為fe2e=fe2，發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)負(fù)極反應(yīng)為fe3e=fe3。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)2以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是()a黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠b生鐵比軟鐵芯(幾乎是純鐵)容易生銹c鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹d銀質(zhì)獎(jiǎng)牌久置后表面變暗da項(xiàng)黃銅(銅鋅合金)若發(fā)生電化學(xué)腐蝕，被腐蝕的金屬應(yīng)是金屬性較強(qiáng)的鋅而不是銅。b項(xiàng)生鐵中含較多的碳，比鐵芯(幾乎是純鐵)在電解質(zhì)作用下更容易形成原電池，也更容易生銹。c項(xiàng)在接觸電解質(zhì)溶液時(shí)，鐵作原電池的負(fù)極，易被腐蝕生成鐵銹。d項(xiàng)這是化學(xué)腐蝕，與電化學(xué)腐蝕無關(guān)。3下列舉措不能防止或減緩鋼鐵腐蝕的是()a在鋼鐵制品表面鍍一層金屬鋅b將鋼鐵制品放置在潮濕處c在鋼鐵中加入錳、鉻等金屬，以改變鋼鐵結(jié)構(gòu)d將鋼鐵制品與電源負(fù)極相連ba項(xiàng)，在鋼鐵表面鍍鋅，使內(nèi)部金屬被保護(hù)；b項(xiàng)，鋼鐵在潮濕空氣中易發(fā)生吸氧腐蝕；c項(xiàng)，在鋼鐵中加入錳、鉻金屬，制成不銹鋼，能有效防止鋼鐵被腐蝕；d項(xiàng)，電源負(fù)極能為鋼鐵制品輸入電子，防止fe失電子被腐蝕。合 作 探 究攻 重 難探究金屬腐蝕的條件和快慢某課外學(xué)習(xí)小組用不同的細(xì)金屬絲將三根大小相同的普通鐵釘分別固定在如圖所示的三個(gè)裝置內(nèi)，并將這些裝置在相同的環(huán)境中放置相同的一段時(shí)間。甲乙丙思考交流1甲中發(fā)生的是析氫腐蝕嗎？【提示】甲中只有一種金屬，沒構(gòu)成原電池，鐵與揮發(fā)出的鹽酸酸霧發(fā)生化學(xué)腐蝕。2實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，鐵釘c幾乎沒有被腐蝕，原因是什么？【提示】濃硫酸不揮發(fā)，且具有吸水性，故丙中鐵釘所處環(huán)境最干燥，故鐵釘幾乎沒有被腐蝕。3實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，鐵釘腐蝕最嚴(yán)重的是哪個(gè)？【提示】乙中發(fā)生析氫腐蝕，cu為正極，鐵釘為負(fù)極，鐵釘腐蝕最嚴(yán)重。4通過該實(shí)驗(yàn)得出金屬腐蝕的條件及快慢規(guī)律如何？【提示】金屬發(fā)生腐蝕的條件是金屬與接觸的物質(zhì)直接反應(yīng)或與電解質(zhì)構(gòu)成原電池，金屬腐蝕由快到慢的規(guī)律是原電池的負(fù)極一般的化學(xué)腐蝕干燥環(huán)境中的金屬。(1)影響金屬腐蝕的因素影響金屬腐蝕的因素包括金屬的本性、純度和介質(zhì)三個(gè)方面：就金屬本性來說，金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕。同一金屬越純，越難腐蝕。如純鐵即使在鹽酸溶液中反應(yīng)也會(huì)很慢，而含雜質(zhì)的生鐵在潮濕的空氣中也會(huì)很快生銹而被腐蝕。介質(zhì)對金屬腐蝕的影響也很大，如果金屬在潮濕的空氣中，接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液，都容易被腐蝕。(2)金屬腐蝕快慢的規(guī)律不同類型金屬腐蝕快慢規(guī)律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。同一金屬，不同溶液腐蝕快慢規(guī)律強(qiáng)電解質(zhì)溶液弱電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液。同一電解質(zhì)溶液中腐蝕快慢規(guī)律電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。不同金屬腐蝕快慢規(guī)律活動(dòng)性不同的兩金屬，活動(dòng)性差別越大，構(gòu)成原電池時(shí)，活潑金屬腐蝕越快。當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基題組1金屬腐蝕和電化學(xué)腐蝕的比較1關(guān)于金屬腐蝕的敘述中，正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：73702067】a金屬被腐蝕的本質(zhì)是mnh2o=m(oh)nh2b馬口鐵(鍍錫鐵)鍍層破損后被腐蝕時(shí)，首先是鍍層被氧化c金屬在一般情況下發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕d常溫下，置于空氣中的金屬主要發(fā)生化學(xué)腐蝕ca中金屬腐蝕的本質(zhì)應(yīng)包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，為mne=mn；b選項(xiàng)中sn、fe構(gòu)成電化學(xué)腐蝕，主要是fe2e=fe2，鐵先被腐蝕；常溫下，空氣中的金屬主要發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕，難以和非金屬氧化劑(cl2、s)等反應(yīng)發(fā)生化學(xué)腐蝕。2鐵生銹是一種常見的自然現(xiàn)象，其主要的化學(xué)反應(yīng)方程式為2feo2xh2o=fe2o3xh2o。如圖是一放在水槽中的鐵架，水位高度如圖所示，則最容易生銹的鐵架橫桿是()a b c dc處橫桿沒有和水接觸，腐蝕速率較慢，處橫桿均已與水接觸，但處o2較少，所以處橫桿被腐蝕最快。題組2金屬腐蝕快慢的判斷3如圖各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序?yàn)?) 【導(dǎo)學(xué)號：73702068】abcdc中fe放置在海水中，形成了無數(shù)微小原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。均構(gòu)成了原電池。中fe的活潑性強(qiáng)于sn，fe作負(fù)極發(fā)生了電化學(xué)腐蝕；中zn的活潑性比fe強(qiáng)，zn作負(fù)極被腐蝕，而fe被保護(hù)；中fe的活潑性遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于cu，所以fe作負(fù)極被腐蝕，并且中形成的電流弱于中電流，所以中fe比腐蝕得快，比腐蝕得慢。因此fe被腐蝕由快到慢的順序?yàn)椤?相同材料的鐵在圖中的四種情況下最不易被腐蝕的是() 【導(dǎo)學(xué)號：73702069】c在a中，食醋提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，鐵勺和銅盆是相互接觸的兩個(gè)金屬極，形成原電池，鐵是活潑金屬作負(fù)極；在b中，食鹽水提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金，符合原電池形成的條件，鐵是活潑金屬作負(fù)極，碳作正極；在c中，銅鍍層將鐵球覆蓋，使鐵被保護(hù)，所以鐵不易被腐蝕；在d中，酸雨提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，易形成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕。題組3金屬的防護(hù)5下列做法有利于金屬防護(hù)的是()a鋼鐵零件表面進(jìn)行烤藍(lán)處理b將鋼鐵制成的閘門與直流電源正極相連c菜刀切菜后不洗凈就放回刀架d埋在地下的鋼管與銅塊相連a一般鋼鐵容易生銹，如果將鋼鐵零件的表面進(jìn)行烤藍(lán)處理，就能大大增強(qiáng)其抗腐蝕能力，延長使用壽命，a項(xiàng)正確；鋼鐵制成的閘門與直流電源的正極相連，閘門成為電解池的陽極，能加速腐蝕，b項(xiàng)錯(cuò)誤；菜刀切菜后不洗凈，容易發(fā)生吸氧腐蝕，c項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵比銅活潑，當(dāng)埋在地下的鋼管與銅塊相連時(shí)，鋼管成為原電池的負(fù)極，加快了腐蝕，應(yīng)該與鋅塊相連，d項(xiàng)錯(cuò)誤。6鋼鐵是目前應(yīng)用最廣泛的金屬材料，了解鋼鐵腐蝕的原因與防護(hù)方法具有重要意義，對鋼鐵制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可適當(dāng)延長其使用壽命。 【導(dǎo)學(xué)號：73702070】(1)抗腐蝕處理前，生產(chǎn)中常用鹽酸來除鐵銹?，F(xiàn)將一表面生銹的鐵件放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_。(2)利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若x為碳棒，為減緩鐵件的腐蝕，開關(guān)k應(yīng)置于_處。若x為鋅，開關(guān)k置于m處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為