2019届高中化学第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护课件新人教版选修.pptx

第四节 金属的电化学腐蚀与防护,新课导入(教师用书备用),在现代社会,人们的衣食住行离不开金属材料,生产活动中的工具与设施也都要使用金属材料,可以说,没有金属材料便没有人类今天的物质文明。而大多数金属制品很容易锈蚀,于是,人们就给金属制品穿上一件件耐腐蚀的金属外衣,让它们能够抵御侵蚀,永远保持光亮如新。 金属穿上耐腐蚀的金属外衣的化学原理是什么呢?学习了本单元知识,你将知道其中的奥妙!,学习目标,1.了解金属腐蚀及其危害。(素养:科学态度与平衡思想) 2.了解金属电化学腐蚀的原因,能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。(素养:科学探究与创新意识) 3.了解金属防护的一般方法,特别是电化学防护的方法。(素养:科学态度与社会责任),知识分点突破,能力总结提升,知识分点突破,知识点1 化学腐蚀与电化学腐蚀,基础梳理,1.金属腐蚀 (1)概念:金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。,氧化,2.金属腐蚀的分类 (1)分类:化学腐蚀与电化学腐蚀,金属直接发生化学反应而引起的腐蚀,烦躁气体，如氧气、氯气、二氧化硫等，非电解质溶液，如石油,不纯的金属发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化,接触到电解质溶液,(2)钢铁的电化学腐蚀析氢腐蚀和吸氧腐蚀,疑难探究,如图是研究铁钉腐蚀的装置图,问题导思,1.纯铁钉放入稀硫酸中发生的是什么腐蚀?,2.铁钉在饱和NaCl溶液,第二天便会被腐蚀而出现红褐色铁锈,铁钉的腐蚀属于什么腐蚀?原因是什么?,提示:属于电化学腐蚀中的吸氧腐蚀;因为铁钉是铁合金,其中含碳,铁钉中的铁和碳就会和表面残留的强电解质NaCl的水溶液形成许多微小的原电池,并且NaCl溶液呈中性,所以发生吸氧腐蚀。,3.某铜件表面的水膜酸性较强,则易发生析氢腐蚀吗?,提示:不易,虽然铜件表面的水膜酸性较强,但铜是不活泼金属,不与氢离子发生反应,故发生的是吸氧腐蚀。,归纳总结,1.金属的化学腐蚀和电化学腐蚀的联系和区别,2.金属的腐蚀类题目的解题思路 (1)正确判断金属的腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀。 (2)如果是电化学腐蚀,判断出正、负极,较活泼的金属为负极被腐蚀,较不活泼的金属为正极被保护。 (3)电化学腐蚀中根据电解质溶液的酸碱性确定腐蚀的类型,若是酸性溶液则发生析氢腐蚀,若是中性或弱酸性溶液则发生吸氧腐蚀。,题点一 电化学腐蚀的判断,D,题组例练,1.如图表示的是钢铁在海水中的锈蚀过程,以下有关说法正确的是 ( ),2.利用如图所示装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,密封好,放置一段时间。下列说法不正确的是( ),C,解析:a管发生吸氧腐蚀,a处溶液的pH增大,b管发生析氢腐蚀,b处溶液的c(H+)减小,pH增大,C不正确。,题后悟道,(1)正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、中性溶液中发生吸氧腐蚀;NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液中发生析氢腐蚀。 (2)对于铜等不活泼金属来说,其只能发生吸氧腐蚀,而铁、锌等相对活泼的金属,发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀均有可能,关键看溶液的酸 碱性。,题点二 金属化学腐蚀和电化学腐蚀的比较,D,3.下列有关金属腐蚀的说法中正确的是( ) A.金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程 B.电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程 C.钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,负极吸收氧气,产物最终转化为铁锈 D.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同,但电化学腐蚀伴有电流产生,解析:金属腐蚀的本质,主要是金属原子失电子被氧化,腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼,外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触,腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀,A错误;电化学腐蚀指不纯金属与电解质溶液接触时发生原电池反应而损耗的过程,不需要外加电流,B错误;钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,正极吸收氧气,而不是负极吸收氧气,C错误。,B,4.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( ) A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重 B.图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小 C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大 D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的,解析:图a中,铁棒发生化学腐蚀,靠近底端的部分与氧气接触少,腐蚀程度较轻,故A错误;图b中,开关由M置于N,Cu-Zn作正极,腐蚀速率减小,故B正确;图c中,接通开关时Zn作负极,腐蚀速率增大,但氢气在Pt上析出,故C错误;图d中,干电池自放电腐蚀是因为NH4Cl水解呈酸性氧化Zn所致,故D错误。,知识点2 金属的防护,基础梳理,1.金属的电化学防护 (1)电化学防护的类型 金属的电化学保护法主要有两种:牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。两者的区别如下:,原电池,电解池,正极,负极,阴,阴,(2)金属的防护,正极,阴极,2.牺牲阳极的阴极保护法的实验探究,气泡,无,疑难探究,利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。,1.根据上图分析如何保护海轮不容易腐蚀?,提示:外接活泼金属如Mg等,构成原电池。,2.如何保护水库的铁闸门?,提示:外接活泼金属如Mg等,构成原电池或用石墨与直流电源正极相连,闸门与电源的负极相连。,3.为了防锈,淋雨后的自行车应怎样处理?,提示:先用自来水冲洗,再用干抹布擦干,在破损处涂上适量润滑油。,问题导思,归纳总结,1.常见金属的防护措施,2.金属腐蚀快慢的判断方法 (1)对同一种金属来说,腐蚀的快慢:强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。 (2)活动性不同的两金属:活动性差别越大,活动性强的金属腐蚀越快。 (3)对同一种电解质溶液来说:电解质溶液浓度越大,腐蚀越快,且氧化剂的浓度越高,氧化性越强,腐蚀越快。 (4)不同原理引起的腐蚀的速率:电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。 (5)从防腐措施方面分析腐蚀的快慢:外接电源的阴极保护法防腐牺牲阳极的阴极保护法防腐有一般防护条件的防腐无防护条件的防腐。,题组例练,题点一 金属腐蚀的类型和快慢判断,C,1.如图所示,各烧杯中盛有海水,铁(含杂质C)在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( ) A. B. C. D.,解析:是原电池,是电解池,金属被腐蚀由快到慢的顺序是电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极。,C,2.下列叙述不正确的是( ) A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍 B.钢铁在干燥空气中不易被腐蚀 C.用铝质铆钉来接铁板,铁板反而易被腐蚀 D.金属被腐蚀的本质是金属失去电子被损耗,解析:用铝质铆钉来接铁板,铝、铁板与潮湿空气中的电解质接触形成原电池,因铝比铁活泼,铝作负极失去电子被氧化,铁板作正极而被保护,因此铁板不易被腐蚀。,3.下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是( ),D,题点二 金属的防护,4.深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌作用下,能被硫酸根腐蚀,其电化学腐蚀原理如图所示,下列与此原理有关的说法错误的是( ),C,能力总结提升,课堂小结,易错辨析,1.纯银器表面变黑是发生了电化学腐蚀吗?,2.在金属表面覆盖保护层,若保护层破损后,就完全失去了对金属的保护作用吗?,提示:不一定,如Fe上镀Zn,镀层被破坏之后,形成原电池,Zn作负极,依然可保护铁。,3.氢氧燃料电池的能量利用率是100%,产物为水,不污染环境。正确吗?,提示:不是,因为电化学上规定: