28高二化学金属的电化学腐蚀与防护教案.doc

精练精评 预习指导作业疑难 解题要点检测准备 预习指导错率统计 讲评方案巩固准备 学教心得吕四中学2013-2014学年度第一学期一体化教学案 WWW.J Emil: 班级 姓名 学号2012级高二化学学案（28）【学习课题】金属的电化学腐蚀与防护：【学习目标】知识与技能：1.了解金属腐蚀的分类及能解释金属发生电化学腐蚀的原因。2.认识金属腐蚀的危害，掌握影响金属腐蚀快慢的比较3知道防护金属腐蚀的方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。过程与方法： 1. 通过探究、观察铁生锈的过程，自己获得铁生锈的现象和原理的知识，学会自主学习，培养自学能力。2. 通过金属腐蚀现状的分析介绍，激起学生保护资源的热情。情感态度与价值观： 通过对设问的讨论，让学生体会学以致用的乐趣，从而进一步激发学生学习化学的兴趣，树立学习和研究化学的志向。【自主学习】1.根据下列四种电化学装置图,回答问题。(1)装置名称:A ,B ,C ,D 。(2)装置A中Fe是 极,Zn是 极; 装置D中Fe是 极,C是 极。(3)写出各电极反应式:装置氧化反应还原反应ABCD(4)装置B、C相比较,其反应速率的大小关系是 。2.回答下列问题:(1)铁与氯气反应的化学方程式是 ;纯锌片与盐酸反应的离子方程式是 ;上述两反应过程 (填“是”或“不是”)原电池反应。(2)铁制品在潮湿的环境中比在干燥的环境中 生锈,其原因是 。【合作探究】【知识点一】金属的腐蚀 ：1概念：金属或合金与周围接触到的气体或液体 进行化学反应 而腐蚀损耗的过程。2本质：金属原子 电子变为阳离子，金属发生 反应。3分类：化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。 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氧化。4钢铁的电化学腐蚀：(1)钢铁的电化学腐蚀的分类：钢铁的析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液 较强时，腐蚀过程中有H2放出。Fe是负极，C是正极。发生的电极反应式及总反应式为负极： ；正极： ；总反应： 。钢铁的吸氧腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液呈 或呈并溶有O2时，将会发生吸氧腐蚀。电极反应式及总反应式为负极： ；正极： ；总反应： 。最终生成 ，是铁锈的主要成分。5注意：(1)化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大。(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。(3)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe2，而非Fe3。(4)一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。【巩固练习】1下列有关金属腐蚀的说法中正确的是()A金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程B电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程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2铁钉与碳棒用导线连接后，同时浸入0.01 molL1的NaCl溶液中，可能发生的反应是()A碳棒上放出氯气 B碳棒附近产生OHC碳棒上放出氧气 D铁钉被氧化3下列关于钢铁吸氧腐蚀的说法中不正确的是()A铁为负极 B在正极上O2被还原C溶液中氢氧根离子浓度不变 D与析氢腐蚀相比都是铁被氧化【知识点二】金属的电化学防护：1金属的电化学防护：(1)牺牲阳极的阴极保护法： 应用 原理，让被保护金属作 极，另找一种活泼性较强的金属作 极。如图所示：(2)外加电源的阴极保护法： 利用 原理，把被保护的钢铁设备作为 极，用惰性电极作为辅助 极，在电解质溶液里，接外加 。如图所示：2改变金属的内部组织结构：制成防腐合金。如不锈钢。3加保护层：如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或使表面钝化等。【巩固练习】4用“短线”将下列金属的防护方法连线。(1)加保护层A钢闸门与直流电源负极相连(2)牺牲阳极阴极保护法 B电线外面包塑料法(3)外加电流的阴极保护法 C普通钢制镍铬钢(4)改变内部结构 D轮船外壳装上锌块5. 下列关于金属的防护方法的说法不正确的是()A.我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷,搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B.给铁件通入直流电,把铁件与电池负极相连接C.轮船在船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极的阴极保护法D.钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青6. 美籍华裔化学家钱永健是诺贝尔化学奖获得者。少年时代,他就对化学产生了浓厚的兴趣。16岁时,他凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目,荣获具有“少年诺贝尔奖”之称的著名奖项。下列说法正确的是( )A.金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程B.合金都比纯金属易被腐蚀C.将金属与外加直流电源的负极相连,而将正极接到废铁上, 可以防止金属被腐蚀D.镀锌铁比镀锡铁更容易被腐蚀7下列有关金属的保护方法的说法中正确的是 ()A常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀速率很慢C轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法D钢铁制造的暖气管道外常涂有一些沥青，这是钢铁的电化学保护法【知识点三】金属腐蚀快慢的比较：1金属腐蚀快慢的判断方法：(1)在同一电解质溶液中：电解原理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)无保护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腐蚀。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。2金属的防护措施：【例1】下图所示的各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是() AB C D【巩固练习】8结合下图判断，下列叙述正确的是()A和中正极均被保护B和中负极反应均是Fe2e=Fe2C和中正极反应均是O24e2H2O=4OH9相同材质的铁在图中四种情况下最不易被腐蚀的是()【当堂检测】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3.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4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=Fe35. 如图所示,试管中放一铁钉,溶液为氯化钠溶液,数天后观察到的现象有 _ 。说明铁钉发生了 腐蚀,其中正极的电极反应式为 溶液中发生反应的化学方程式为 。6钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁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，可以采用如图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_。A铜 B钠 C锌 D石墨(3)如图乙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_极上。7. 铜制品在经常下酸雨的地区电化学腐蚀严重。写出此电化学腐蚀的电极反应式:正极:_,负极:_。2012级高二化学教案（28）【学习课题】金属的电化学腐蚀与防护：【学习目标】知识与技能：1.了解金属腐蚀的分类及能解释金属发生电化学腐蚀的原因。2.认识金属腐蚀的危害，掌握影响金属腐蚀快慢的比较3知道防护金属腐蚀的方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。过程与方法： 1. 通过探究、观察铁生锈的过程，自己获得铁生锈的现象和原理的知识，学会自主学习，培养自学能力。2. 通过金属腐蚀现状的分析介绍，激起学生保护资源的热情。情感态度与价值观： 通过对设问的讨论，让学生体会学以致用的乐趣，从而进一步激发学生学习化学的兴趣，树立学习和研究化学的志向。【自主学习】1.根据下列四种电化学装置图,回答问题。(1)装置名称:A ,B ,C ,D 。(2)装置A中Fe是 极,Zn是 极; 装置D中Fe是 极,C是 极。(3)写出各电极反应式:装置氧化反应还原反应ABCD(4)装置B、C相比较,其反应速率的大小关系是 。电镀池 电解池 原电池 原电池 阴 阳 负 正Zn2e=Zn2 Zn22e=Zn Fe2e=Fe2 2H2e=H2 Fe2e=Fe2 2H2e=H2 Fe2e=Fe2 O22H2O4e=4OH BC 2.回答下列问题:(1)铁与氯气反应的化学方程式是 ;纯锌片与盐酸反应的离子方程式是 ;上述两反应过程 (填“是”或“不是”)原电池反应。(2)铁制品在潮湿的环境中比在干燥的环境中 生锈,其原因是 。2Fe3Cl2 2FeCl3 Zn2H=Zn2H2 不是 易铁制品中含有杂质碳,在潮湿环境下的电解质溶液中构成原电池,加快了铁被氧化的反应速率 【合作探究】【知识点一】金属的腐蚀 ：1概念：金属或合金与周围接触到的气体或液体 进行化学反应 而腐蚀损耗的过程。2本质：金属原子 电子变为阳离子，金属发生 反应。失去 氧化3分类：化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。 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氧化。原电池4钢铁的电化学腐蚀：(1)钢铁的电化学腐蚀的分类：钢铁的析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液 较强时，腐蚀过程中有H2放出。Fe是负极，C是正极。发生的电极反应式及总反应式为负极： ；正极： ；总反应： 。钢铁的吸氧腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液呈 或呈并溶有O2时，将会发生吸氧腐蚀。电极反应式及总反应式为负极： ；正极： ；总反应： 。最终生成 ，是铁锈的主要成分。酸性Fe2e=Fe2 2H2e=H2 Fe2H=Fe2H2 中 弱酸 O24e2H2O=4OH 2FeO22H2O=2Fe(OH)2 Fe2O3xH2O5注意：(1)化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大。(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。(3)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe2，而非Fe3。(4)一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。【巩固练习】1下列有关金属腐蚀的说法中正确的是()A金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程B电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程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解析金属腐蚀的本质，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接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，所以A错误；电化学腐蚀指不纯金属发生原电池反应而损耗的过程，不需要外加电流，所以B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；只有选项D正确。答案D2铁钉与碳棒用导线连接后，同时浸入0.01 molL1的NaCl溶液中，可能发生的反应是()A碳棒上放出氯气 B碳棒附近产生OHC碳棒上放出氧气 D铁钉被氧化解析：铁钉和碳棒用导线连接后，同时浸入NaCl溶液中，实质上是形成了原电池，据原电池工作原理，Fe比C活泼，因此铁被氧化；而NaCl溶液呈中性，铁在中性溶液中发生吸氧腐蚀，碳棒为正极，在碳棒上发生了还原反应：O22H2O4e=4OH。答案：BD3下列关于钢铁吸氧腐蚀的说法中不正确的是()A铁为负极 B在正极上O2被还原C溶液中氢氧根离子浓度不变 D与析氢腐蚀相比都是铁被氧化分析：钢铁发生吸氧腐蚀时，Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2，C作正极，正极反应式为O24e2H2O=4OH，因此O2被还原，由于产生OH，故溶液中c(OH)增大；钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，均是Fe被氧化。答案：C【知识点二】金属的电化学防护：1金属的电化学防护：(1)牺牲阳极的阴极保护法： 应用 原理，让被保护金属作 极，另找一种活泼性较强的金属作 极。如图所示：原电池 正 负 (2)外加电源的阴极保护法： 利用 原理，把被保护的钢铁设备作为 极，用惰性电极作为辅助 极，在电解质溶液里，接外加 。如图所示：电解 阴 阳 直流电源2改变金属的内部组织结构：制成防腐合金。如不锈钢。3加保护层：如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或使表面钝化等。【巩固练习】4用“短线”将下列金属的防护方法连线。(1)加保护层A钢闸门与直流电源负极相连(2)牺牲阳极阴极保护法 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)C5. 下列关于金属的防护方法的说法不正确的是()A.我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷,搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B.给铁件通入直流电,把铁件与电池负极相连接C.轮船在船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极的阴极保护法D.钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青解析A项中搪瓷层破损后金属铁直接暴露在空气中,搪瓷层已不能再对破损部位形成有效的保护; B项中利用的是外加电流的阴极保护法,从而保护铁不被腐蚀;C项是牺牲阳极的阴极保护法;D项是用沥青作涂层的涂层保护法。6. 美籍华裔化学家钱永健是诺贝尔化学奖获得者。少年时代,他就对化学产生了浓厚的兴趣。16岁时,他凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目,荣获具有“少年诺贝尔奖”之称的著名奖项。下列说法正确的是(C)A.金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程B.合金都比纯金属易被腐蚀C.将金属与外加直流电源的负极相连,而将正极接到废铁上, 可以防止金属被腐蚀D.镀锌铁比镀锡铁更容易被腐蚀7下列有关金属的保护方法的说法中正确的是 ()A常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀速率很慢C轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法D钢铁制造的暖气管道外常涂有一些沥青，这是钢铁的电化学保护法解析A项中涂层破损后，铁直接暴露在空气中，因而搪瓷层不能对破损部分进行保护；B项中镀层破损后由于锌的金属性比铁强，和铁构成原电池，锌作负极，保护铁不被腐蚀；C选项应是牺牲阳极的阴极保护法；D项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。 答案B【知识点三】金属腐蚀快慢的比较：1金属腐蚀快慢的判断方法：(1)在同一电解质溶液中：电解原理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)无保护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腐蚀。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。2金属的防护措施：【例1】下图所示的各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是() AB C D解析铁在海水中的腐蚀属于电化学腐蚀，当铁与比它活泼性差的Sn相连时，Fe被腐蚀的速率增大比大，与活泼性比其强的锌相连时，锌作负极，被腐蚀，铁被保护，其腐蚀的速率要比小；为电解装置，Fe为阳极，发生氧化反应，铁腐蚀的速率最快。答案A【巩固练习】8结合下图判断，下列叙述正确的是()A和中正极均被保护B和中负极反应均是Fe2e=Fe2C和中正极反应均是O24e2H2O=4OH 解析两个装置均为原电池，负极都是活泼金属，根据原电池原理可知：原电池的正极金属受到保护，A项正确；：负极为活泼金属Zn，B错误；中是酸性溶液，电极反应中不能有OH生成，C错误 答案A9相同材质的铁在图中四种情况下最不易被腐蚀的是()分析：A、D两项中易发生析氢腐蚀；B项中易发生吸氧腐蚀。答案：C【当堂检测】1.下列叙述中不正确的是(D)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.下列叙述错误的是(C)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3.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的氧化作用引起的解析A项,插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触,易发生吸氧腐蚀;B项,开关由M改置于N时,Zn作负极,CuZn合金作正极,合金受到保护;C项,接通开关形成原电池,Zn作负极,Zn的腐蚀速率增大,但气体是在Pt电极上生成;D项,ZnMnO2中自放电腐蚀主要是Zn发生氧化反应而自放电。答案B4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=Fe