高中化学 专题1 第三单元 金属的腐蚀与防护课件 苏教版选修4.ppt

专题1化学反应与能量变化 课前预习 巧设计 名师课堂 一点通 设计1 设计2 考点一 考点二 第三单元金属的腐蚀与防护 创新演练 大冲关 课堂10分钟练习 课堂5分钟归纳 课下30分钟演练 设计3 氧化 失去 容易 2 原电池形成时应具备 不同的金属或金属与非金属组成电极 电解质溶液 组成 其中较活泼的金属作极 在反应中电子 被 3 利用原电池原理可加快化学反应速率 如粗锌比纯锌与稀h2so4反应 4 在原电池装置中 负极上发生反应 在电解池装置阴极材料不会发生电极反应 活泼性 闭合回路 负 失去 氧化 快 氧化 一 金属的电化学腐蚀1 金属的腐蚀 化学反应 氧化 氧化还原反应 原电池 失电子被氧化 2 钢铁的电化学腐蚀 1 吸氧腐蚀 钢铁表面吸附的水膜或呈时 氧气参加电极反应 发生吸氧腐蚀 酸性很弱 中性 2 析氢腐蚀 金属表面的电解质溶液较强 腐蚀过程中不断有放出 酸性 氢气 随着h2的析出 水膜碱性 fe2 与oh 结合生成fe oh 2 fe oh 2继续与空气中o2作用生成fe oh 3 进而形成铁锈 增强 二 金属的电化学防护1 金属防护的原理金属材料大多易受腐蚀 所以要从金属腐蚀的化学反应原理和金属腐蚀的类型来考虑金属防护的方法 氧化性 电解质溶液层 保护层 合金 1 1 相对于在河水中行驶的轮船来说 为什么海轮更容易被腐蚀 2 为什么用于连接铜板的铁螺丝容易生锈 分析 1 河水为淡水 而海水中溶有大量的nacl 形成电解质溶液 满足形成原电池的条件 2 形成铁铜原电池 加快其腐蚀速率 2 在小珂同学的笔记中有如下记录 请帮他分析 正确的打 错误的打 1 金属的腐蚀全都是氧化反应 2 金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀 3 因为co2普遍存在 所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主 4 不论吸氧腐蚀还是析氢腐蚀 都是金属被腐蚀 5 银质奖牌久置变暗是银发生电化学腐蚀 6 钢铁发生析氢腐蚀时负极反应为fe 2e fe2 发生吸氧腐蚀时负极反应为fe 3e fe3 分析 1 金属腐蚀的本质是金属失去电子变为金属离子 故发生的为氧化反应 2 由于与金属接触的物质不同 发生腐蚀的情况也不同 一般分为化学腐蚀和电化学腐蚀 3 虽然co2普遍存在 但一般情况下 钢铁表面的水膜酸性很弱或呈中性且溶有一定量的o2 故钢铁腐蚀以吸氧腐蚀为主 4 金属发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时 均是金属被腐蚀 若金属为钢铁制品 则负极均为fe 2e fe2 故 4 正确 6 错误 5 银质奖牌变暗是因为银发生缓慢氧化所致 属于化学腐蚀 答案 1 2 3 4 5 6 3 想一想 连一连 1 加保护层a 钢闸门与直流电源负极相连 2 牺牲阳极的阴极保护法b 电线外面包塑料法 3 外加电流的阴极保护法c 普通钢制成镍铬钢 4 改变内部结构d 轮船外壳装上锌块答案 1 b 2 d 3 a 4 c 4 下列描述不正确的是 a 纯锌与稀硫酸反应比粗锌的反应速率快b 用稀硫酸与锌制取氢气时 加入少量硫酸铜溶液 可加快反应的速率c 纯铁比生铁更难发生电化学腐蚀d 钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀 分析 粗锌 生铁以及锌与其置换出的铜 加上电解质溶液 可组成原电池 从而使反应速率加快 答案 a 5 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 1 钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀 该腐蚀过程中的电极反应式为 2 为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率 可以采用图甲所示的方案 其中焊接在铁闸门上的固体材料r可以采用 填写字母序号 a 铜b 钠c 锌d 石墨 3 图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率 其中铁闸门应该连接在直流电源的 极 分析 1 发生吸氧腐蚀时 负极上fe失电子 正极上o2得到电子 2 铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌 则锌会失去电子而溶解 fe被保护 属于牺牲阳极的阴极保护法 3 属于外加电流的阴极保护法 需把被保护的铁闸门连接在电源的负极 答案 1 负极 2fe 4e 2fe2 正极 o2 2h2o 4e 4oh 2 c 3 负 1 化学腐蚀和电化学腐蚀的比较 2 析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较 例1 2011 浙江高考 将nacl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上 一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区 a 已被腐蚀而变暗 在液滴外沿形成棕色铁锈环 b 如图所示 导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少 下列说法正确的是 a 液滴中的cl 由a区向b区迁移b 液滴边缘是正极区 发生的电极反应为 o2 2h2o 4e 4oh c 液滴下的fe因发生还原反应而被腐蚀 生成的fe2 由a区向b区迁移 与b区的oh 形成fe oh 2 进一步氧化 脱水形成铁锈d 若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板 在铜铁接触处滴加nacl溶液 则负极发生的电极反应为cu 2e cu2 解析 在 a 区 液滴下的fe发生负极反应 fe 2e fe2 原电池中 阳离子移向正极 阴离子移向负极 cl 应由b区向a区迁移 a项错误 液滴边缘o2多 在碳粒上发生的是正极反应 o2 2h2o 4e 4oh b项正确 在液滴外沿 由于fe2 2oh fe oh 2 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 fe oh 3分解生成fe2o3 nh2o 形成了棕色铁锈环 b 铁为负极失电子发生的是氧化反应 c项错误 若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板 在铜铁接触处滴加nacl溶液 由于fe的金属活动性比铜强 fe仍为负极 负极发生的电极反应为 fe 2e fe2 d项错误 答案 b 1 化学腐蚀和电化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反应 2 在电化学腐蚀中 只有在金属活动性顺序中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀 而位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀 1 金属腐蚀快慢的判断 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 应用原电池原理有保护措施的腐蚀 应用电解池原理有保护措施的腐蚀 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 除钝化外 5 纯度越高的金属 腐蚀的速率越慢 纯铁几乎不被腐蚀 6 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 2 金属的保护 例2 2012 宁波质检 钢铁在潮湿的空气中会形成原电池而被腐蚀 下列说法正确是的 a 钢铁设备连接铜块可以防止腐蚀b 原电池的正极反应为 o2 2h2o 4e 4oh c 原电池的负极反应为 fe 3e fe3 d 钢铁与外加直流电源的正极相连可以防止腐蚀 解析 牺牲阳极的阴极保护法需要连接的金属比铁活泼 故a项错误 钢铁在潮湿的空气中会发生吸氧腐蚀 外加电流保护法被保护金属连接直流电源的负极 d项错误 原电池的负极反应为 fe 2e fe2 c项错误 答案 b 常见防止金属腐蚀的具体方法 1 给金属穿上 防护服 涂漆 如在钢铁表面涂防锈油漆 热镀 加热锌或锡等耐腐蚀性能较强的金属 使其均匀覆盖于钢铁表面 电镀 在钢铁表面形成锌或铬等耐腐蚀性较强的金属镀层 喷涂有机或无机涂层材料等 2 电化学防护法 即牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法 3 在钢铁中加入一定比例的铬和镍 如14 18 cr 7 9 ni 改变钢铁