人教版选修1 第三章第二节金属的腐蚀和防护（第二课时） 学案.doc

第二节 金属的腐蚀和防护（第二课时）1知道金属防护的常用方法。2认识防止金属腐蚀的重要意义。考古学家在秦始皇兵马俑二号坑内发现了一批青铜剑。令人称奇的是，它们在黄土下沉睡了2 000多年，出土时依然光亮如新，锋利无比。科研人员测试后发现，剑的表面有一层10 m厚的铬盐化合物。阻止了铜与空气的接触，所以就不会生锈。金属的防护措施有哪些？提示：金属的防护措施主要有电化学防护法，把金属制成合金，喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、表面钝化等。一、影响金属腐蚀的因素影响金属腐蚀的因素包括金属的_和_两个方面。就金属本性来说，金属越活泼，就越容易_电子而被腐蚀。如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼，则容易形成_而使金属发生_腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中、接触_性气体或_，都容易被腐蚀。二、金属腐蚀防护的原理金属腐蚀的本质是_变成_的过程。越活泼的金属，越_被腐蚀。所以，在要防护的金属上连接一种比该金属更容易失去电子的_或_就可以达到保护金属的目的。三、金属的防护方法思考：金属的防护措施必须针对金属腐蚀的条件来设计，你知道防止化学腐蚀和电化学腐蚀的原理吗一、金属的防护金属防护的基本思路是防止金属与周围的气体或液体直接接触；防止金属与环境形成原电池。由于金属的腐蚀给生产和生活带来严重的损失，必须采取一定的措施防止金属腐蚀，常用的防护方法如下。1改变金属的内部组织结构例如，把铬、镍等金属加入普通钢中制成不锈钢，就大大增强了钢铁的抗腐蚀能力。2在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品与周围介质隔离，这是一种普遍采用的防护方法。以钢铁的防护为例，根据保护层成分的不同，可分为如下几种：(1)金属的氧化处理。将钢铁制品表面氧化。(2)非金属涂层。用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层，称为非金属涂层，也可达到防腐蚀的目的。(3)金属保护层。它是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层。3电化学保护法电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施，使之成为腐蚀电池中的阴极，从而防止或减轻金属腐蚀的方法。(1)牺牲阳极保护法。牺牲阳极保护法是用比被保护金属活泼的金属或合金作阳极，固定在被保护金属上，形成腐蚀电池，被保护金属作阴极而得到保护。(2)外加电流法。将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。二、合理选择防止金属腐蚀的方法防止金属腐蚀的方法很多，不同的方法，使用条件不同，防护效果不同，费用也有差异。方法防腐效果价格镀塑差便宜涂油漆一般便宜镀锡好中等镀铬好昂贵镀锌很好中等使用不锈钢很好昂贵铁器件烤蓝好中等 选择防护方法时，一般需要考虑以下几个问题：(1)金属制品的使用期限。如果是短期使用，不需采用昂贵的防护方法。(2)金属制品的使用环境。不同的环境造成金属腐蚀的因素、金属发生腐蚀的快慢不同，使用的防护方法也不同。(3)对金属制品外观的要求。答案:一、本性 介质 失去 原电池 电化学 腐蚀 电解质溶液二、金属原子失去电子 阳离子 容易 金属 合金三、加保护层 涂油漆 包塑料层 电镀 电化学法 失电子 改变金属内部结构思考提示：防止化学腐蚀原理是使金属处于无氧化剂或不能与氧化剂接触的环境中或改变金属内部结构使其不与氧化剂反应。防止电化学腐蚀原理是使金属不能形成原电池或使金属成为原电池的正极。知识点1 金属的防护【例题1】 (2012山东日照调研)下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是( )。a当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用b当镀锌铁制品的镀层破损时，镀层仍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负极相连以保护它不受腐蚀解析：a项，锡不如铁活泼，若镀层破损则形成原电池后铁被腐蚀；b项，镀锌铁则相反，镀层破损后仍能对铁起保护作用。答案：a点拨：掌握金属腐蚀的原理。知识点2 金属腐蚀的快慢比较【例题2】 如图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是( )。a bc d解析：在原电池中，活泼金属为负极，该金属被氧化，不活泼金属便被保护起来，其腐蚀减慢，所以装置中的铁被腐蚀的比中的慢；反之，当铁与比它活泼性弱的金属，如sn、cu等连接起来，则腐蚀加快，所以在容器中铁比容器中的铁腐蚀得快。容器是一个电解池，在这里铁是阳极，不断以fe2的形式进入容器中，从而加速了铁的腐蚀，在上述四种容器中，容器中的铁被腐蚀得最快。综上分析，铁被腐蚀的快慢顺序为。答案：a点拨：金属腐蚀的快慢和所处环境有关，也和与之相连的金属的活泼性有关。知识点3 金属防腐方法的选择【例题3】 日常生产、生活中用到许多金属制品，从实用和美观角度考虑选择下列合适的金属材料或保护(防腐蚀)方法，将序号填入下表相应空格中。不锈钢 镀锌铁皮 铝合金 镀铬铁管 涂漆 镶嵌锌块 与直流电源负极相连(阴极保护法)用途选用材料或保护方法菜刀楼梯扶手或阳台护栏水桶航海轮船水闸吊车塔架房门窗框解析：菜刀接触潮湿较多，且要求机械强度大，清洁卫生等，选不锈钢；楼梯扶手、护栏等要求安全美观，经济实惠，可选镀铬铁管；水桶处于潮湿环境，且摩擦碰撞较多，可选镀锌铁皮；航海轮船则采用镶嵌锌块法保护，效果良好；水闸位置固定宜采用阴极保护法；吊车塔架只求坚固防锈且经济，故涂漆保护就可以；门窗框从轻便美观考虑，可选用铝合金材料。答案： 点拨：金属腐蚀的防护措施如下表。原理方法适用对象防化学腐蚀使氧化剂与金属隔离包覆塑料层工具或车把涂油漆户外铁制设备涂矿物油机械运转部分电镀精密仪器或设备改变金属内部结构制成不锈钢精密仪器或设备防电化学腐蚀牺牲锌(镁)块牺牲锌(镁)保护铁大型门闸和舰船与外接电源负极相连铁作阴极被保护大型水上设施1 (2012浙江宁波质检)钢铁在潮湿的空气中会形成原电池而被腐蚀，下列说法正确的是( )。a钢铁设备上连接铜块可以防止腐蚀b原电池的正极反应式为o22h2o4e=4ohc原电池的负极反应式为fe3e=fe3d钢铁与外加直流电源的正极相连可以防止腐蚀2 下列各种方法中：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；在金属表面进行电镀；使金属表面形成致密的氧化物薄膜。其中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是( )。a bc d3 下列事实不能用电化学原理解释的是( )。a铝片不需要特殊的保护方法b炒过菜的铁锅未及时清洗易生锈c轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌d镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀4 下列材料保护的措施中不正确的是( )。a将搪瓷杯脱瓷的部位用醇酸油漆涂严实，防止杯子被腐蚀b将自行车的铁链条涂上植物油，防止链条被腐蚀c将埋在地下的铁水管缠上废铜丝，防止水管被腐蚀d将待埋在地下的木头桩先用火将表面烧焦，防止木材腐烂5 金属具有良好的导电、导热及延展性等，因此广泛应用于制造各种材料。请回答下列问题：(1)家庭中铝锅是由铝合金做成的，它能长期使用的原因是铝表面形成_。(2)下列关于铁制品保护措施的说法中不正确的是_ (填序号)。在自行车钢圈上镀上一层金属铬，摩擦部位加上机油或黄油相同条件下，马口铁(表层镀锡)与白铁(表层镀锌)相比，马口铁更为耐用在海轮的外壳上常装有锌块，且定期更新答案：1b 牺牲阳极的阴极保护法需要连接的金属比铁活泼，a项错误；钢铁在潮湿的空气中会发生吸氧腐蚀，b正确；外加电流保护法中钢铁与直流电源的负极连接，d项错误；原电池的负极反应式为fe2e=fe2，c项错误。2d 本题防止金属腐蚀的方法大致可分为：改变金属内部结构的选项；在金属与氧化物间形成隔离的选项；保持金属表面干燥的选项；均为有效的金属防护方法。3a 铝在表面能生成一层氧化铝保护膜，与电化学知识无关。炒过菜的铁锅未及时清洗易生锈，是因为铁与内部的碳与未清洗的菜汁形成了原电池，铁被腐蚀而生锈。轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌，是因为形成了原电池后，锌比铁活泼，作负极被腐蚀，船体被保护。镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀，是因为镀锌铁与潮湿的空气形成了原电池后，锌比铁活泼，锌被腐蚀，铁被保护。镀锡铁与潮湿的空气形成了原电池后，铁比锡活泼，铁