苏教版选修四专题1第3单元《金属的腐蚀和保护》 学案.doc

第三单元 金属的腐蚀和保护问题探究1化学腐蚀与电化学腐蚀有何不同？对比化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟氧化剂直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被直接氧化的过程较活泼的金属被氧化的过程。一般包括析氢与吸氧腐蚀两类。相互关系化学腐蚀与电化学腐蚀常常同时发生，电化学腐蚀要比化学腐蚀普遍。问题探究2析氢腐蚀与吸氧腐蚀有何不同？对比析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电解质溶液酸性较强（ph4.3）水膜酸性很弱或中性电 极反 应负极fe 2e- = fe2+正极2h+ + 2e- = h2o2 + 2h2o + 4e- = 4oh-总反应式fe + 2h+ = fe2+ + h22fe+2h20+02 =2fe(oh)24fe(oh)2+2h20+02 =4fe(oh)3电子流动过程fe失电子成为fe2+进入溶液，电子流入c极，h+在c极上得到电子产生氢气从溶液中析出。fe失电子成为fe2+进入溶液，电子流入c极，o2在c极上得到电子生成oh-进入溶液。联系两种腐蚀均为电化学腐蚀，一般同时存在，吸氧腐蚀更为普遍问题探究3金属的防护方法有哪些？1.物理保护法在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质。用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。工业上常利用一些溶液的氧化作用，在机器零件、精密仪器、枪炮等钢铁制件的表面上形成一层致密的黑色的四氧化三铁薄膜。把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大地增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。2.化学保护法为了减小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c(填字母序号)。 a铜 b钠 c锌 d石墨图乙所示的方案也可以减慢铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极。金属的电化学防护方法类型方法原理实例牺牲阳极的阴极保护法在被保护的设备上装上比它更活泼的金属被保护的金属作原电池的正极船舶的外壳上装锌块外加电流的阴极保护法将被保护的设备与惰性电极置于电解质溶液中，接上外加直流电源被保护的金属作电解池的阴极保护海水中的钢闸门【例1】关于金属腐蚀的叙述中，正确的是()a金属被腐蚀的本质是mnh2o=m(oh)nh2b马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化c金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀d常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀【例2】钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为 2fe2h2oo2=2fe(oh)2。以下说法正确的是()a负极发生的反应为 fe2e=fe2b正极发生的反应为 2h2oo22e=4ohc原电池是将电能转变为化学能的装置d钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀【例3】下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是()金属表面涂抹油漆改变金属内部结构保持金属表面清洁干燥金属表面进行电镀使金属表面形成致密的氧化物薄膜abc d全部【例4】下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是()a纯银器的表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗b当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层不能对铁制品起保护作用c在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法d可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀【答案与解析】 1.c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相接触，腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。a中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀，为mne=mn；b选项中sn、fe构成电化学腐蚀，主要是fe2e=fe2，铁先被腐蚀。常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂(cl2、s)等反应，发生化学腐蚀。2.a由原电池反应式知负极的电极反应式为fe2e=fe2，正极的电极反应式为2h2oo24e=4oh，所以a对b错；原电池是将化学能转化为电能的装置，c错；根据原电池原理，钢柱在空气与水交界处更容易腐蚀，d错。3.d金属的腐蚀主要是电化学腐蚀，题目中中的方法都可以起到避免金属和电解质溶液接触形成原电池的目的；中如在金属中加入某些其他元素改变金属内部结构也可以起到防腐蚀的效果。4.d 纯银器的表面在空气中易生成硫化物失去光泽；当镀锡铁制品镀层破损时，由于铁比锡活泼，形成原电池时，铁作原电池的负极，加快铁的腐蚀；锌比铁活泼，当在海轮外壳上连接锌块后，锌失电子而海轮外壳被保护；要采用电解原理保护金属，应将金属与电源的负极相连，即作电解池的阴极。1下列叙述中不正确的是()a金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍 b钢铁在干燥空气中不易被腐蚀c用铝质铆钉铆接铁板，铁板不易被腐蚀d原电池中电子由正极流入负极2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时，钢管不易被腐蚀d钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是fe3e=fe33下列事实与电化学腐蚀无关的是()a光亮的自行车钢圈不易生锈b黄铜(cu、zn合金)制的铜锣不易生锈c铜、铝电线一般不连接起来作导线d生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈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，cuzn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，znmno2干电池自放电腐蚀主要是由mno2的氧化作用引起的5以下防腐措施中，属于电化学保护法的是()a用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜b在金属中加入一些铬或者镍制成合金c在轮船的船壳水线以下部分，装上一锌锭d在金属表面喷漆6铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易发生腐蚀的主要原因可描述为()a形成原电池，铝作负极b形成原电池，铜作负极c形成原电池时，电流由铝经导线流向铜d铝质铆钉发生了化学腐蚀7.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c两试管中相同的电极反应式是 fe2e=fe2da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀8为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间。下列对实验结束时现象的描述不正确的是()a装置左侧的液面一定会下降 b左侧液面装置比装置的低c装置中的铁钉腐蚀最严重 d装置中的铁钉几乎没被腐蚀9如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：序号内容实验现象1常温下将铁丝放在干燥空气中一个月干燥的铁丝表面依然光亮2常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时铁丝表面依然光亮3常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月铁丝表面已变得灰暗4将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时铁丝表面略显灰暗5将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面已变得灰暗6将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面灰暗程度比实验5严重回答以下问题：（1）上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)_；在电化学腐蚀中，负极反应是_；正极反应是_；（2）由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是_；（3）为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_(答两种方法)。10镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。（1）镁与稀硫酸反应的离子方程式为_。（2）铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为_。（3）在潮湿的空气里，钢铁表面有一层水膜，很容易发生电化学腐蚀。其中正极的电极反应式为_。（4）在海洋工程上，通常用铝合金(alzncd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：其中负极发生的电极反应为_；在实际应用中，用铝合金而不选用纯铝，纯铝不能很好地起到保护作用，其原因是_。小测6 金属的腐蚀和保护1.d 2.b 3. a 4.b 5. c 6.a 7.b 8.b9.（1）3、4、5、6 fe2e=fe2(或2fe4e=2fe2)2h2oo24e=4oh （2）湿度、温度、o2的浓度、电解质的存在（3）电镀、发蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等解析：第(1)题应注意联系金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的区别，不纯的金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，较活泼的金属失电子而被氧化，分析题中实验可知，实验3、4、5、6发生了电化学腐蚀，其中负极反应是fe2e=fe2，正极反应是o22h2o4e=4oh。第(2)题，对比实验1和3可得出湿度增大，可使铁锈蚀速率加快；对比实验3、4可知增大o2浓度可加快铁锈蚀的速率；对比实验4、5可知升高温度可加快铁锈蚀的速率；对比实验5、6可知电解质的存在会使铁锈蚀的速率加快。第(3)题，为防止铁的锈蚀，根据铁