鲁科版选修4 第一单元第三节 化学能转化为电能——电池（第3课时） 课件（31张）.ppt

第3课时金属的腐蚀与防护 目标导航 1 了解金属腐蚀的原因 2 理解金属电化学腐蚀的原理及类型 3 掌握金属防护的方法 能够利用电化学知识进行金属的防护 一 金属的腐蚀 1 定义 金属表面与周围的物质发生或因而遭到破坏的过程 2 实质 金属电子发生反应 3 分类 1 腐蚀 指金属与接触到的物质直接发生化学反应 腐蚀过程中无电流产生 2 腐蚀 涉及电化学原理 腐蚀过程中有微电流产生 化学反应 电化学作用 失去 氧化 化学 电化学 二 金属电化学腐蚀的原理 1 定义 当两种金属相接触且又同时暴露在里或与接触时 由于形成而发生腐蚀 这种腐蚀就是电化学腐蚀 2 实质 被腐蚀的金属作原电池的极而失电子被氧化 3 分类 1 吸氧腐蚀 在水膜酸性时 正极上o2被还原 2 析氢腐蚀 在水膜酸性时 正极上h 被还原 潮湿空气 电解质溶液 原电池 负 很弱或呈中性 较强 三 金属的防护 1 改变金属内部结构 如制成等 2 加 如在金属表面喷油漆 涂油脂 电镀等 3 电化学防护 电化学保护分为保护法和电保护法 合金 防护层 牺牲阳极 阴极 练一练 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时 负极反应式均是fe 3e fe3 2 钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时 正极发生的主要反应是o2 2h2o 4e 4oh 3 吸氧腐蚀时正极放出o2 析氢腐蚀时正极放出h2 4 纯铁在稀硫酸中发生析氢腐蚀 5 现实生活中电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍 6 金属作为原电池的负极或电解池的阴极时均被保护 2 相同材料的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是 解析在a中 食醋提供电解质溶液环境 铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极 形成原电池 铁是活泼金属作负极 在b中 食盐水提供电解质溶液环境 炒锅和铁铲都是铁碳合金 符合原电池形成的条件 铁是活泼金属作负极 碳作正极 在c中 铜镀层将铁球覆盖使铁被保护 所以铁不易被腐蚀 在d中 酸雨提供电解质溶液 易形成原电池发生电化学腐蚀 答案c 3 如图所示水槽中试管内有一枚铁钉 放置数天观察 1 铁钉在逐渐生锈 则铁钉的腐蚀属于 腐蚀 2 若试管内液面上升 则原溶液呈 性 发生 腐蚀 电极反应式 负极 正极 3 若试管内液面下降 则原溶液呈 性 发生 腐蚀 电极反应式 负极 正极 解析根据原电池的构成条件 有两种不同的材料 fe为负极 碳为正极 有电解质溶液 形成闭合回路 可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀 试管内液面上升 说明试管内压强减小 试管内气体被吸收所致 是铁钉吸氧腐蚀的结果 试管内液面下降 说明试管内气体压强变大 试管内产生了新气体所致 是铁钉的析氢腐蚀的结果 答案 1 电化学 2 弱酸或中或碱吸氧2fe 4e 2fe2 o2 2h2o 4e 4oh 3 较强的酸析氢fe 2e fe2 2h 2e h2 一 金属的腐蚀1 化学腐蚀与电化学腐蚀比较 2 吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较 关键提醒 在通常情况下 潮湿的空气中水膜酸性较弱 金属在潮湿的空气中主要发生的是吸氧腐蚀 例1 如图所示 将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中 再加入含有适量酚酞和nacl的琼脂热溶液 冷却后形成琼胶 离子在琼胶内可以移动 下列叙述正确的是 a a中铁钉附近呈现红色b b中铁钉上发生还原反应c a中铜丝上发生氧化反应d b中铝条附近有气泡产生 解析依据原电池原理分析可知 a中铁钉附近不变红色 铜丝上发生还原反应 b中铁钉上发生还原反应 铝条附近没有气泡产生 答案b 变式训练1已知电极材料 铁 铜 银 石墨 锌 铝 电解质溶液 cucl2溶液 fe2 so4 3溶液 硫酸 按要求回答下列问题 1 电工操作上规定 不能把铜导线和铝导线连接在一起使用 请说明原因 2 若电极材料选铜和石墨 电解质溶液选硫酸铁溶液 外加导线 能否构成原电池 若能 请写出电极反应式 负极 正极 若不能 后两空不填 3 设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池 要求画出装置图 需标明电极材料及电池的正 负极 解析 1 当cu al导线连接时 接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀 2 因为fecl3能与cu发生反应 2fecl3 cu 2fecl2 cucl2 因此根据给出条件可以设计成原电池 其负极为cu 电极反应为cu 2e cu2 正极为石墨 电极反应为2fe3 2e 2fe2 3 因为反应为fe h2so4 feso4 h2 所以负极为fe 正极可为cu ag或石墨 电解质溶液为稀硫酸 即可画出装置图 答案 1 二者连接在一起时 接头处在潮湿的空气中形成原电池而被腐蚀 2 能cu 2e cu2 2fe3 2e 2fe2 3 二 金属腐蚀的快慢与金属的防护1 金属腐蚀的快慢规律 1 在同种电解质溶液中 金属腐蚀由快到慢的顺序为电解池的阳极 原电池的负极 化学腐蚀 原电池的正极 电解池的阴极 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 弱电解质溶液 非电解质溶液 3 同一种电解质溶液 电解质溶液浓度越大 金属腐蚀速率越快 钝化除外 4 纯度越高的金属 腐蚀速率越慢 5 不纯的金属或合金 在潮湿的空气中 氧气浓度越大 腐蚀越快 2 金属的电化学防护 例2 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 cu zn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 zn mno2干电池自放电腐蚀主要是由mno2的氧化作用引起的 解析a项 液面处氧气的浓度大且与海水接触 故在液面处铁棒腐蚀最严重 b项 开关由m改置于n时 由于zn比cu活泼 cu zn合金的腐蚀速率减小 c项 接通开关后 形成原电池 zn腐蚀速率增大 h 在pt电极上放电产生h2 干电池自放电腐蚀是nh4cl产生的h 得电子引起的 答案b 变式训练2铜制品在经常下酸雨的地区发生电化学腐蚀严重 写出此电化学腐蚀的电极反应式 正极 负极 解析要注意铜的电化学腐蚀与铁的区别 铜不能还原h 故不可能发生析氢腐蚀 只能发生吸氧腐蚀 酸雨是一个干扰因素 只是使电解质溶液中的离子浓度增大 反应加快 答案o2 2h2o 4e 4oh 2cu 4e 2cu2 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答案d 2 下列有关金属腐蚀的说法中正确的是 a 电化学腐蚀是在外加电流作用下不纯金属发生化学反应被损耗的过程b 金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同 但电化学腐蚀伴有电流产生c 钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀 负极吸收氧气 产物最终转化为铁锈d 镀锌的铁板比镀锡的铁板更容易被腐蚀 解析电化学腐蚀指不纯金属与电解质溶液接触时发生原电池反应而损耗的过程 不需要外加电流 所以a错误 钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀 正极吸收氧气 而不是负极吸收氧气 所以c错误 镀锌的铁板破损后 zn作负极 fe仍受保护 而镀锡的铁板破损后 铁作负极被腐蚀 所以d错误 只有选项b正确 答案b 3 下列叙述错误的是 a 生铁中含有碳 抗腐蚀能力比纯铁弱b 用锡焊接的铁质器件 焊接处易生锈c 在铁制品上镀铜时 镀件为阳极 铜盐为电镀液d 铁管上镶嵌锌块 铁管不易被腐蚀答