高中化学苏教版选修课件金属的腐蚀与防护.pptx

第三单元金属的腐蚀与防护,阅读思考,自主检测,任务一、快速阅读教材第23、24页,回答下列问题:1.日常生产生活中,金属腐蚀有哪些危害?提示:生产生活中金属腐蚀所带来的损失非常巨大,金属设备的腐蚀经常导致工厂停产,金属腐蚀还会使桥梁、建筑物等损坏甚至坍塌,地下金属管道会因腐蚀而泄漏,金属船体会因腐蚀而损坏,许多场所的金属腐蚀还会导致火灾、爆炸等安全事故的发生。2.什么是化学腐蚀?什么是电化学腐蚀?哪种腐蚀危害更严重?提示:化学腐蚀是指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀,电化学腐蚀是指不纯的金属或合金发生原电池反应,使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。电化学腐蚀比化学腐蚀造成的危害更严重。,阅读思考,自主检测,3.钢铁的电化学腐蚀有哪些类型?它们分别在什么条件下发生?提示:电化学腐蚀可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀。在一般情况下,如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性,但溶有一定量的氧气,发生反应时吸收氧气的腐蚀,就叫吸氧腐蚀。如果钢铁表面的水膜酸性较强,发生腐蚀时,放出氢气,该电化学腐蚀就叫析氢腐蚀。,阅读思考,自主检测,任务二、认真阅读教材第25页到第26页的内容,分别完成下列任务:1.防止金属锈蚀最常用的方法是什么?请举例说明。提示:防止金属锈蚀最常用的方法是在金属的表面覆盖保护层,如在钢铁表面涂油或油漆、覆盖塑料、镀不活泼金属等。,阅读思考,自主检测,2.利用电化学原理来对金属进行保护通常有牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法,这两种电化学保护法是怎样对金属进行保护的?提示:牺牲阳极的阴极保护法:将被保护的金属制品和活泼金属相连,让活泼金属作原电池的负极(阳极),失去电子;则金属制品作为原电池的正极(阴极)被保护。外加电流的阴极保护法:将被保护的金属和电源的负极连接,另选一块能导电的惰性材料接电源正极。通电后,使金属表面产生负电荷(电子)的聚积,抑制了金属失电子的作用,从而防止金属被腐蚀。,阅读思考,自主检测,1.随着工业的发展,大气污染越来越严重,酸雨对各种金属材料的腐蚀令人触目惊心,下列关于金属腐蚀的说法不正确的是()A.某酸雨地区,降雨与铁质工业器械间的反应实质为Fe+2H+Fe2+H2B.将某含碳铁质物件放入食盐水中,铁器会发生吸氧腐蚀,正极反应为2H2O+O2+4e-4OH-C.镁铝合金投入到NaOH溶液中,形成原电池,虽然金属镁活泼,但铝做负极D.金属钠露置在空气中,会发生变质,发生的反应属于电化学腐蚀答案:D,阅读思考,自主检测,2.表面有损伤的镀铜铁器在潮湿空气中发生电化学腐蚀时,负极发生的反应是(),答案:B,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,1.金属腐蚀的本质是什么?有化学反应发生的金属腐蚀都是化学腐蚀过程吗?提示:金属腐蚀的本质都是金属原子失去电子而被氧化的过程。有化学反应发生的金属腐蚀不一定都是化学腐蚀。化学腐蚀与电化学腐蚀都有化学反应发生,区别在于电化学腐蚀发生原电池反应,有电流产生,而化学腐蚀无电流产生。2.纯铁与生铁相比哪一种更容易生锈?提示:生铁中杂质成分较多,更易形成原电池,更容易生锈。,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,3.钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。以下是铁闸门常用的两种防护方式,甲图中是将铁闸门与较活泼的金属锌相连,乙图是将铁闸门与直流电源某一极相连,直流电源另一极与石墨电极相连接。,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,(1)甲图中的防护方式是利用什么原理进行保护的?提示:铁闸门上连接一块比铁活泼的金属,如锌,就可使锌失去电子,锌被溶解,而铁被保护,它是利用原电池原理进行保护的。(2)乙图中铁闸门与直流电源哪一极相连?试分析该金属防护的原理。提示:铁闸门与直流电源负极相连接。通电后,电子流向被保护的铁闸门,在铁闸门表面积累了大量的负电荷,从而抑制钢铁失去电子,阻止了铁闸门被腐蚀。(3)若甲图中铁闸门与不活泼的金属铜相连,乙图中铁闸门与电源的连接方式与上题相反,此时铁闸门还被保护吗?提示:不被保护,此时两图中铁闸门均加快了腐蚀速率。,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,1.化学腐蚀与电化学腐蚀,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,2.钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,3.金属腐蚀快慢的一般规律(1)在同一电解质溶液中,金属腐蚀由快到慢的顺序为:电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀应用原电池原理保护措施的腐蚀应用电解原理保护措施的腐蚀。(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为:强电解质溶液中的腐蚀弱电解质溶液中的腐蚀非电解质溶液中的腐蚀。(3)对于活动性不同的两种金属,活动性差别越大,氧化还原反应速率越快,活动性越强的金属腐蚀越快。(4)对于同一种电解质溶液,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀越快(钝化除外)。(5)一般来说,纯度越高的金属,腐蚀的速率越慢(纯铁几乎不被腐蚀)。,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,(6)不纯的金属或合金,在潮湿的空气中腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。4.金属防护的方法(1)改变金属的内部组织结构,使金属的性质改变,成为耐腐蚀的合金。例如制成不锈钢。(2)在金属表面覆盖保护层,这可阻止金属与周围的物质接触。例如涂漆、搪瓷、电镀、表面钝化、涂油脂等。(3)应用电化学原理保护电化学保护法。牺牲阳极的阴极保护法:此法应用原电池原理,让被保护金属作为原电池正极,另外一种活动性较强的金属作为原电池负极。外加电流的阴极保护法:此法应用电解原理,让被保护金属作阴极接电源的负极,惰性电极作辅助阳极接电源正极。,重点难点,重要考向,考向一,考向二,考向三,考向一金属的腐蚀【例题1】如图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。下列有关描述错误的是()A.生铁块中的碳是原电池的正极B.红墨水柱两边的液面变为左低右高D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀,重点难点,重要考向,考向一,考向二,考向三,答案:B,重点难点,重要考向,考向一,考向二,考向三,成功体验1(2016江苏连云港测试)钢铁生锈过程发生如下反应:,下列说法中正确的是()A.反应中电子转移数目相等B.反应中氧化剂是氧气和水C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀,重点难点,重要考向,考向一,考向二,考向三,解析:由知,当1molO2参与反应时两反应均转移4mol电子,A项正确;由知,Fe是还原剂,O2是氧化剂,H2O在反应前后各元素化合价不变,B项错误;钢质水管与铜质水龙头连接后形成原电池,铁为负极,加速腐蚀,C项错误;钢铁在潮湿的空气中能形成原电池,发生电化学腐蚀,D项错误。答案:A,重点难点,重要考向,考向一,考向二,考向三,考向二金属腐蚀的快慢规律【例题2】(2016杭州调考)下列关于金属腐蚀的说法中不正确的是()A.若铜件表面的水膜酸性较强,则铜易发生析氢腐蚀B.金属化学腐蚀的实质是M-ne-Mn+,电子直接转移给氧化剂C.银的金属活动性很弱,但银制品在空气中久置也易变暗、变黑D.化学腐蚀的速率随着温度升高而加快解析:Cu与H+不能自发反应,所以即使水膜的酸性较强,铜件也不是发生析氢腐蚀,A项错误;金属发生化学腐蚀时,金属与氧化剂之间直接发生电子转移,银制品易与含硫化合物、O3等反应而变暗、变黑,化学腐蚀速率随温度升高而加快,所以B、C、D项正确。答案:A,重点难点,重要考向,考向一,考向二,考向三,规律方法点拨化学腐蚀和电化学腐蚀的主要区别在于是否发生原电池反应。电化学腐蚀中,在金属活动性顺序中位于氢前面的金属可能发生析氢腐蚀,而位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀。,重点难点,重要考向,考向一,考向二,考向三,成功体验2(2016浙江嘉兴测试)如图所示,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为。,重点难点,重要考向,考向一,考向二,考向三,解析:先判断装置是形成原电池还是电解池,再分析金属Fe作正极还是负极,阳极还是阴极。图示中Fe作为电解池的阳极,腐蚀速率最快。均为原电池,中Fe为正极,不被腐蚀;中Fe均为负极,被腐蚀;Fe和Cu的金属活动性差别比Fe和Sn的大,故中铁腐蚀速率比中的快。中Fe是电解池的阴极,最难被腐蚀。则腐蚀速率由快到慢的顺序为。答案:,重点难点,重要考向,考向一,考向二,考向三,考向三金属的防护【例题3】利用如图所示装置可以模拟铁的电化学防护。若X为石墨棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于处。若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为。解析:铁被保护,可以作原电池的正极,或者电解池的阴极,故若X为石墨棒,开关K应置于N处,Fe作阴极受到保护;若X为锌,开关K置于M处,铁作正极,受到锌的保护,称为“牺牲阳极的阴极保护法”。答案:N牺牲阳极的阴极保护法,重点难点,重要考向,考向一,考向二,考向三,规律方法点拨“牺牲阳极的阴极保护法”虽然叫阳极、阴极,但实际上不是电解原理而是原电池原理,是牺牲了负极而保护了正极。,重点难点,重要考向,考向一,考向二,考向三,成功体验3下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是()A.水中的钢闸门连接直流电源的负极B.金属护栏表面涂漆C.汽车底盘喷涂高分子膜D.地下钢管连接镁块解析:A项,钢闸门连接直流电源的负极,作为电解池的阴极而被保护,属于外加电流的阴极保护法;B项和C项是金属表面覆盖保护层以隔绝空气,防止腐蚀;D项,构成原电池,镁比铁活泼,铁作为正极而被保护,是牺牲阳极的阴极保护法。答案:A,1234,1.下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()A.钢管与电源正极连接,钢管可被保护B.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀C.钢管与铜管露天堆放在一起,钢管不易被腐蚀D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-3e-Fe3+解析:在外加电源保护时,被保护的金属要与电源的负极相连,A项错。铁与铜接触易构成原电池,铁作负极,铁更易被腐蚀,C项错。铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-2e-Fe2+,D项错。答案:B,1234,2.铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质,某同学将盛有铁屑的试管塞上蓬松的棉花,然后倒置在水中(如右图所示)。数天后,他观察到的现象是()A.铁屑不生锈,试管内液面上升B.铁屑不生锈,试管内液面高度不变C.铁屑生锈,试管内液面