hhm1.3化学能转化为电能-电池第3课时金属的腐蚀与防护课件(鲁科选修4)(2)

1、 1.3.3 1.3.3 化学反应与能量变化化学反应与能量变化 第第4 4课时课时 金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护 惠州综高：黄海梅惠州综高：黄海梅 (1)金属的腐蚀是指金属表面与周围的物质发生金属的腐蚀是指金属表面与周围的物质发生 或因或因 而遭到破坏。而遭到破坏。 (2)金属腐蚀的实质是金属腐蚀的实质是 的过程，的过程，用反应方程式表示用反应方程式表示(M代表金属元素代表金属元素)为为 。 (3)金属腐蚀的分类：金属腐蚀的分类： 由于金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况也不同，由于金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般可分为一般可分为 腐蚀和腐蚀和 腐蚀。腐蚀。化学反应化学反应电化

2、学作用电化学作用金属失电子被氧化金属失电子被氧化化学化学电化学电化学Mne=Mn【预习检测预习检测】 (1)金属腐蚀就是金属表面与周围的物质发生金属腐蚀就是金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏。化学反应或因电化学作用而遭到破坏。 (2)电化学腐蚀根据水膜酸度不同主要有吸氧电化学腐蚀根据水膜酸度不同主要有吸氧腐蚀和析氢腐蚀。腐蚀和析氢腐蚀。 (3)金属防护的常用方法有覆盖保护层、牺牲金属防护的常用方法有覆盖保护层、牺牲阳极保护法和阴极电保护法。阳极保护法和阴极电保护法。1下列说法正确的是下列说法正确的是() A金属被腐蚀时质量一定减小金属被腐蚀时质量一定减小 B金属腐蚀就是金

3、属单质被氧化金属腐蚀就是金属单质被氧化 C金属腐蚀一定是在酸性环境下金属腐蚀一定是在酸性环境下 D金属直接与液体接触才能造成金属腐蚀，金属直接与液体接触才能造成金属腐蚀， 与气体接触没有影响与气体接触没有影响 解析：解析：金属腐蚀的本质是金属单质被氧化，质量也金属腐蚀的本质是金属单质被氧化，质量也可能增可能增 加；在酸性环境中金属腐蚀的快，在中性条件加；在酸性环境中金属腐蚀的快，在中性条件下也能被腐蚀；金属也可在潮湿的空气中被腐蚀。下也能被腐蚀；金属也可在潮湿的空气中被腐蚀。 答案：答案：B 1定义定义 两种金属两种金属 且又同时暴露在且又同时暴露在 空气里或空气里或与与 接触时，由于形成接触

4、时，由于形成 而发生的腐蚀。而发生的腐蚀。 2实质实质 被腐蚀金属成为原电池的被腐蚀金属成为原电池的 而被破坏。而被破坏。 3条件条件 形成形成 相接触相接触潮湿潮湿电解质溶液电解质溶液原电池原电池负极负极原电池。原电池。【预习检测预习检测】4分类分类(1)吸氧腐蚀吸氧腐蚀(以铆有铁钉的铜板为例以铆有铁钉的铜板为例)：负极反应：负极反应： ，正极反应：正极反应： ，电池反应：电池反应：2FeO22H2O=2Fe(OH)2。(2)析氢腐蚀：析氢腐蚀：负极反应：负极反应： ，正极反应：正极反应： 。Fe2e=Fe2O22H2O4e=4OHFe2e=Fe22H2e=H2 (1)吸氧腐蚀和析氢腐蚀的本

5、质都是被腐蚀金属作吸氧腐蚀和析氢腐蚀的本质都是被腐蚀金属作原电池的负极，发生氧化反应。原电池的负极，发生氧化反应。 (2)吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍，按照金属活动性吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍，按照金属活动性顺序，顺序，“H”前金属既可以发生析氢腐蚀也可以发生前金属既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸吸氧腐蚀，氧腐蚀，“H”后金属只能发生吸氧腐蚀。后金属只能发生吸氧腐蚀。 (3)发生吸氧腐蚀还是析氢腐蚀主要由水膜酸碱性发生吸氧腐蚀还是析氢腐蚀主要由水膜酸碱性决定，酸性较强时发生析氢腐蚀，酸性较弱时发生吸决定，酸性较强时发生析氢腐蚀，酸性较弱时发生吸氧腐蚀。氧腐蚀。2铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下

6、列铜板上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有关说法不正确的是() A正极的电极反应为：正极的电极反应为： 2H2e=H2 B此过程中还涉及反应：此过程中还涉及反应： 4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3 C此过程中铜并不被腐蚀此过程中铜并不被腐蚀 D此过程中电子从此过程中电子从Fe移向移向Cu 解析：解析：该图表示吸氧腐蚀，其中铁铆钉为负极，电该图表示吸氧腐蚀，其中铁铆钉为负极，电极反应为极反应为2Fe4e=2Fe2，铜板做正极，电极反，铜板做正极，电极反应为应为O22H2O4e=4OH，当形成，当形成Fe(OH)2后，后，还发生反应还发生反应4Fe(OH)2O

7、22H2O=4Fe(OH)3。答案：答案：A 1.本质本质 阻止金属发生阻止金属发生 反应，基本思路是防止金属反应，基本思路是防止金属与化学物质直接接触，防止金属做原电池的与化学物质直接接触，防止金属做原电池的 极。极。 2方法方法 (1)加防护层：如在金属表面喷油漆、涂油脂、电加防护层：如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。镀等。 (2)电化学保护法：电化学保护法： 牺牲阳极保护法：被保护金属做牺牲阳极保护法：被保护金属做 极，还原极，还原性较强的金属做性较强的金属做 极，利用的是极，利用的是 原理。原理。 化学化学负负正正负负原电池原电池 阴极电保护法：被保护金属与外加直流电源阴极电保护法：

8、被保护金属与外加直流电源 极相连，做极相连，做 极，废铁与外加直流电源极，废铁与外加直流电源 极相连，极相连，做做 极。利用电解原理，使电子流向被保护的金属，极。利用电解原理，使电子流向被保护的金属，使金属得到保护。使金属得到保护。 (3)其他方法：其他方法： 还可运用电化学方法将被保护金属接到外加电源还可运用电化学方法将被保护金属接到外加电源的的 极上，并使电压维持在该金属发生极上，并使电压维持在该金属发生 作用的作用的范围内使金属表面范围内使金属表面 ，从而使内部金属得到保护。，从而使内部金属得到保护。负负阴阴正正阳阳正正钝化钝化钝化钝化3下列防腐措施中，属于电化学保护法的是下列防腐措施中

9、，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用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜膜 B在金属中加入一些铬或镍制成金属合金在金属中加入一些铬或镍制成金属合金 C在轮船的船壳水线以下部分，装上一定数量的锌在轮船的船壳水线以下部分，装上一定数量的锌锭锭 D金属表面喷漆金属表面喷漆 解析：解析：C项中的方法是牺牲阳极保护法，运用了项中的方法是牺牲阳极保护法，运用了 原电池原理，属于电化学保护法。原电池原理，属于电化学保护法。 答案：答案：C 例例1如图装置中，如图装置中，U形管内形管内为红墨水，为红墨水，a、b试管内分别盛有试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液食盐水和

10、氯化铵溶液(呈酸性呈酸性)，各加入生铁块，放置一段时间。各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是下列有关描述错误的是 () A生铁块中的碳是原电池的正极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：两试管中相同的电极反应式是：Fe2eFe2 Da试管中发生了吸氧腐蚀，试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀试管中发生了析氢腐蚀 解析解析a、b中生铁发生电化学腐蚀，碳作正极，中生铁发生电化学腐蚀，碳作正极，铁作负极；铁作负极；a中中NaCl溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，O2被被消耗，试管

11、内气体压强降低，消耗，试管内气体压强降低，b试管中盛装试管中盛装NH4Cl溶液，溶液，酸性较强，发生析氢腐蚀，产生酸性较强，发生析氢腐蚀，产生H2，试管内气体压强，试管内气体压强增大，故红墨水柱两边的液面应左高右低。增大，故红墨水柱两边的液面应左高右低。 答案答案B (1)判断吸氧腐蚀与析氢腐蚀的依据是电解质溶判断吸氧腐蚀与析氢腐蚀的依据是电解质溶液的酸性强弱。液的酸性强弱。 (2)判断金属腐蚀的快慢时，首先分析腐蚀的类判断金属腐蚀的快慢时，首先分析腐蚀的类型，所接触溶液的浓度大小及酸、碱性，两金属活型，所接触溶液的浓度大小及酸、碱性，两金属活动性差异等，再进行判断，方法如下：动性差异等，再进

12、行判断，方法如下： 在同一电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的在同一电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序为：电解原理引起的腐蚀顺序为：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的原电池原理引起的腐蚀腐蚀化学腐蚀化学腐蚀应用原电池原理有保护措施的腐蚀应用原电池原理有保护措施的腐蚀应用电解池原理有保护措施的腐蚀。应用电解池原理有保护措施的腐蚀。 同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为：强电解质溶液中的腐蚀序为：强电解质溶液中的腐蚀弱电解质溶液中的弱电解质溶液中的腐腐蚀蚀非电解质溶液中的腐蚀。非电解质溶液中的腐蚀。 对于活动性不同的两种金属，活动性差别越对于活动性不同的两

13、种金属，活动性差别越大，氧化还原反应速率越快，活动性强的金属腐蚀大，氧化还原反应速率越快，活动性强的金属腐蚀越快。越快。 对于同一种电解质溶液，电解质溶液浓度越对于同一种电解质溶液，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快大，金属腐蚀越快(钝化除外钝化除外)。 纯度越高的金属，腐蚀的速率越慢纯度越高的金属，腐蚀的速率越慢(纯金纯金属几乎不被腐蚀属几乎不被腐蚀)。 不纯的金属或合金，在潮湿的空气中腐蚀不纯的金属或合金，在潮湿的空气中腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。(1)经过足够长的时间，红墨水柱液面是否经过足够长的时间，红墨水柱液面是否会发生新

14、的变化？会发生新的变化？(2)若将若将b试管中的溶液换为酒精，则一段试管中的溶液换为酒精，则一段时间后红墨水柱的液面有何特点？时间后红墨水柱的液面有何特点？提示：提示：(1)经过足够长的时间，经过足够长的时间，b试管内生成的试管内生成的Fe2也会被空气中的也会被空气中的O2所氧化，生成所氧化，生成Fe(OH)3，最终，最终成为铁锈，故成为铁锈，故b试管内的气体压强会变小，但仍然试管内的气体压强会变小，但仍然比比a试管中的压强大。红墨水液柱左端会降低，右试管中的压强大。红墨水液柱左端会降低，右端会升高，但仍然是左高右低。端会升高，但仍然是左高右低。(2)若将若将b试管中的试管中的NH4Cl溶液换

15、为酒精，酒精是非溶液换为酒精，酒精是非电解质，无法形成原电池，即电解质，无法形成原电池，即b试管中的铁块不会试管中的铁块不会发生腐蚀，故发生腐蚀，故b试管内的气体压强不变，但由于试管内的气体压强不变，但由于a试试管内压强降低，故液柱仍为左高右低，但液面差会管内压强降低，故液柱仍为左高右低，但液面差会比原题中的小。比原题中的小。答案：答案：(1)红墨水液柱左端会降低，右端会升高，但红墨水液柱左端会降低，右端会升高，但仍然是左高右低。仍然是左高右低。(2)红墨水柱左高右低，但液面差会比原题中的小。红墨水柱左高右低，但液面差会比原题中的小。 例例2下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是下列有关钢铁腐蚀

16、与防护的说法正确的是 ()A钢管与电源正极连接，钢管可被保护钢管与电源正极连接，钢管可被保护B铁遇冷浓硝酸表面被钝化，可保护内部不被腐蚀铁遇冷浓硝酸表面被钝化，可保护内部不被腐蚀C钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是：钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是：Fe3e=Fe3 (1)电化学保护法的基本原理：牺牲阳极保护法电化学保护法的基本原理：牺牲阳极保护法应用原电池原理，阴极电保护法利用电解原理应用原电池原理，阴极电保护法利用电解原理 (2)铁在发生电化学腐蚀时，无论是析氢腐蚀还铁在发生电化学腐蚀时，无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，其负极反应式均为是吸氧腐蚀，其负极反应式均为Fe2e=Fe2 解析解析钢管与电源正极连接，钢管作阳钢管与电源正极连接，钢管作阳极，被腐蚀，极，被腐蚀，A错；钢管与铜管露天堆放在一错；钢管与铜管露天堆放在一起，可形成原电池，钢管作负极被腐蚀，起，可形成原电池，钢管作负极被腐蚀，C错；错；铁被腐蚀的负极反应是：铁被腐蚀的负极反应是：Fe2e=Fe2，D错。错。 答案答案B下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是作用的是 ()金属表面涂抹油漆金属表面涂抹油漆改变金属内部结构改变金属