高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能电池（第3课时）金属的腐蚀与防治导学案2 鲁科版选修4.doc

选修4第1章第3节 化学能转化为电能-电池第3课时金属的腐蚀与防治【学习目标】知识与技能1. 了解金属腐蚀的危害，认识防止金属腐蚀的意义；2. 了解化学腐蚀与电化学腐蚀的意义，理解电化学腐蚀的条件；3. 理解析氢腐蚀与吸氧腐蚀的区别；4. 了解金属防护的一般方法和电化学防护原理。过程与方法运用原电池原理，分析电化学腐蚀的条件，学会区分条件不同，应用原理不同的分析方法，在腐蚀基础上理解金属防护。情感、态度与价值观 通过学习，认识到化学是为生产服务的，在日常生活中处处可以见到化学，激发学生的学习兴趣，提升学习效率。【学习过程】一、金属的腐蚀与防护1金属腐蚀的概念金属或合金与周围接触到的 而腐蚀损耗的过程。2金属腐蚀的本质金属原子 电子变为阳离子，金属发生 反应。3金属腐蚀的分类(1)化学腐蚀金属跟接触到的物质直接发生 而引起的腐蚀。(2)电化学腐蚀不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生 反应，比较活泼的金属失电子而被 。4钢铁的电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述条件水膜酸性较强水膜呈中性或酸性较弱电极反应负极(fe)fe2e=fe2fe2e=fe2正极(c)2h2e=h22h2oo24e=4oh总反应fe2h=fe2h22feo22h2o=2fe(oh)2其他反应4fe(oh)22h2oo2=4fe(oh)3，fe(oh)3失去部分水转化为铁锈fe2o3xh2o二、金属腐蚀类型的判断方法1.根据是否发生原电池反应来判断。发生原电池反应引起的金属腐蚀，属于 腐蚀，否则属于化学腐蚀。2根据金属的活动性及电解质溶液的酸性判断，位于金属活动性顺序表中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生 ，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生 ；金属活动性顺序在氢后面的金属只可能发生 。三、金属的防护1金属的防护2金属的电化学防护(1)牺牲阳极的阴极保护法应用原电池原理，让被保护金属作 ，另找一种活泼性较强的金属作 。如图所示：(2)外加电流的阴极保护法利用电解原理，把被保护的钢铁设备作为 ，用惰性电极作为辅助 ，在电解质溶液里，接外加 电源。如图所示：3牺牲阳极的阴极保护法的实验探究(1)实验步骤按如图所示连接好装置；往fe电极区滴入2滴黄色k3fe(cn)6(铁氰化钾)溶液，观察实验现象已知fe2与fe(cn)63反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁 ：化学方程式： 。(2)实验现象：可以看到电压表指针 ，fe电极上有气泡产生，往fe电极附近滴入k3fe(cn)6溶液，没有 沉淀生成。(3)实验结论实质上是zn、fe、nacl溶液(酸化)构成原电池，发生下列电极反应：负极： ，正极： 。往fe电极附近滴加k3fe(cn)6溶液不变蓝色，说明溶液中不含 ，证明fe未被腐蚀(即牺牲阳极金属保护阴极金属)。四、金属腐蚀快慢的判断及金属的防护1金属腐蚀快慢的判断方法(1)在同一电解质溶液中： 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。(2)同一种金属在不同介质中腐蚀 的顺序为强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。(3) 措施的金属腐蚀有一定保护措施的金属腐蚀牺牲阳极的阴极金属的腐蚀有外接电源的阴极金属的腐蚀。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大， 越快。2金属的防护方法金属防护的基本思路（1）防止金属与氧化性介质 接触。（2）防止金属表面形成 溶液层。（3）改善金属的内部结构。金属防护的其他方法（1）改变金属的内部组织结构，使金属的性质发生改变，成为耐腐蚀金属，如把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢。（2）在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围物质隔离开来，这是一种普遍采用的防护方法。导学案参考答案一、1.气体或液体发生氧化还原反应2. 失去 氧化3. （1）化学反应（2）原电池 氧化二、1. 电化学2. 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 吸氧腐蚀三、2. （1）正极 负极（2）阴极 阳极 直流3. （1）沉淀 3fe22fe(cn)63=fe3fe(cn)62（2）发生偏转 蓝色（3）zn2e=zn2 2h2e=h2 fe2四、1. （1）电解原理（2）由快到慢（3）无保护（4）腐蚀2. （1）直接（2）电解质（3）（4）五、检测题1. 下列各种方法中，能对金属起到阻止或减缓腐蚀作用的措施是()金属表面喷油漆改变金属的内部结构保持金属表面清洁干燥在金属表面进行电镀使金属表面形成致密的氧化物薄膜a bc d全部2. 铜板上的铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法不正确的是()a正极的电极反应为2h2e=h2b此过程中还涉及的反应：4fe(oh)22h2oo2=4fe(oh)3c此过程中铜并不被腐蚀d此过程中电子从fe流向cu3. 如图所示，液面上浮着一个空心铁球。数天后可观察到的现象是()铁球表面出现红棕色锈斑铁球表面出现黑色锈斑量筒内水位下降量筒内水位上升a bc d4. a、b、c三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如图所示：(1)a中反应的离子方程式是_。(2)b中sn极的电极反应式为_，sn极附近溶液的ph_(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)c中被腐蚀的金属是_，总反应的离子方程式是_，比较a、b、c中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是_。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)如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。参考答案1. 【解析】：选d。防止金属腐蚀的最关键的问题是使金属与空气隔绝防止与氧化剂接触，最常用的做法是外加保护层，如本题中的，再就是进行化学防护，另外还有改变金属的内部结构，如制成不锈钢等。【答案】d2. 【解析】选a。吸氧腐蚀的电极反应分别为负极：2fe4e=2fe2，正极：o22h2o4e=4oh，溶液中发生反应：fe22oh=fe(oh)2，fe(oh)2继续被氧化：4fe(oh)22h2oo2=4fe(oh)3，fe(oh)3脱去一部分水形成铁锈。【答案】a3. 【解析】选b。量筒内的空气、溶有o2的食盐水和铁球(铁碳合金)组成原电池，发生了吸氧腐蚀，其负极反应是2fe4e=2fe2，正极反应是o22h2o4e=4oh；fe2与oh结合成fe(oh)2，再被氧化成fe(oh)3，fe(oh)3脱水成为fe2o3xh2o而在铁球表面出现红棕色锈斑；由于量筒中的o2被吸收，所以量筒内的水位会上升。【答案】b4. 【解析】铁在不同的情况下腐蚀的速率不同。作原电池的负极时易被腐蚀，作原电池的正极时受到保护不被腐蚀。【答案】(1)fe2h=fe2h2(2)2h2e=h2增大(3)znzn2h=zn2h2bac5. 【解析】(1)发生吸氧腐蚀时，