2022-2023学年鲁科版选择性必修1 第1章 第4节　金属的腐蚀与防护 课件（26张）

1、第4节金属的腐蚀与防护学习目标1.通过金属腐蚀原理的探究,了解金属发生电化学腐蚀的本质。2.通过金属腐蚀内容的学习,知道金属腐蚀的危害。3.通过金属防腐方法的探究,了解防止金属腐蚀的措施。任务分项突破课堂小结提升学科素养测评任务分项突破学习任务探究金属腐蚀与防护自主梳理1.金属腐蚀(1)概念:金属表面因与周围的物质发生 反应而遭到破坏的现象。(2)根据与金属接触的气体或液体物质不同,金属腐蚀可分为两类:化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2等)或非电解质液体等直接发生化学反应而引起的腐蚀。例如铜在高温下被空气中的氧气氧化而变黑。电化学腐蚀:不纯的金属与电解质溶液接触时,会发生原电池反

2、应,比较 的金属 电子而被氧化。例如铁在潮湿的空气中生成红褐色的铁锈。氧化还原活泼失去微点拨:电化学腐蚀快于化学腐蚀的原因是化学腐蚀氧化、还原两个半反应在同一界面发生,效率较低;而电化学腐蚀氧化、还原两个半反应在不同电极表面发生,效率较高。2.钢铁的电化学腐蚀 类别 项目析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述条件水膜酸性较强水膜酸性较弱或呈中性微点拨:金属腐蚀一般是指钢铁腐蚀,因为人类用的最多的金属是Fe、Al、Cu。Cu活泼性较低,不易腐蚀,一般无需防护;Al虽然活泼性强于铁,但是其表面易形成Al2O3膜而起到保护作用,一般也不需要特殊保护。3.金属腐蚀的防护(1)涂层保护法。(2)牺牲阳极保护法。(3)

3、阴极电保护法(也叫外加电流阴极保护法)。(4)加入Ni、Cr制成不锈钢。(5)连接电源正极,保持适当电压使金属表面处于钝化态,可以称之为电钝化保护法。4.金属电化学腐蚀的应用(1)金属电化学腐蚀的两个特点:金属吸氧腐蚀会消耗 ,同时金属电化学腐蚀会 热。氧气和水放(2)金属电化学腐蚀上述两个特点的应用:金属吸氧腐蚀消耗氧气和水,可用于除氧气和干燥,防止食品变质;金属腐蚀放热可用于制作一次性保暖贴等。微点拨:除了除去氧气作食品保鲜剂,作供热剂之外,利用金属电化学腐蚀还可以测量空气中氧气含量,利用其电极反应高活性来进行污水的氧化还原处理等。互动探究某同学设计了如下实验,探究铁吸氧腐蚀发生的部位。实

4、验用品:铁片、铁钉、NaCl溶液、铁氰化钾溶液(与Fe2+反应产生蓝色物质)、酚酞。实验1 取一铁片,在上面滴一大滴NaCl溶液(加入了铁氰化钾溶液和酚酞),放在空气中静置观察。现象:液滴中心处产生蓝色物质,液滴表面变红色。实验2 取一铁钉放于试管中,试管内加入适量NaCl溶液使铁钉部分露出液面,滴加少量铁氰化钾溶液和酚酞,放在空气中静置,观察现象。现象:铁钉下端产生蓝色物质,液体表面变红色。探究金属吸氧腐蚀部位问题1:实验1中产生蓝色物质说明液滴中心处生成了含几价铁元素的离子?液滴中心电极反应是什么?问题2:实验1中液滴表面变红色,说明表面产生较多的哪种离子?为什么?问题3:如何解释实验2中

5、的现象?归纳拓展发生吸氧腐蚀时,正极是氧气浓度较高的部位,负极是氧气浓度较低的部位。正极产生OH-向负极移动,负极产生Fe2+向正极移动,两者主要在正、负极之间产生 Fe(OH)2,Fe(OH)2继续被氧化为Fe(OH)3,然后经过一段时间变为Fe2O3的水合物即铁锈,因此铁锈最多的部位是正、负极之间某处部位。题组例练A1.(2021安徽宿州期中)下列关于金属的腐蚀与防护的叙述不正确的是( )A.马口铁(镀锡铁)即使镀层破损,依然不易生锈B.图若将钢闸门与电源的负极相连,可防止钢闸门腐蚀C.图若断开电源,钢闸门将发生吸氧腐蚀D.图若金属M比铁活泼,可防止钢铁输水管腐蚀解析:由于Fe比Sn活泼,

6、马口铁(镀锡铁)镀层破损,将因为与空气中的H2O、O2等发生电化学腐蚀,加快铁生锈,A不正确;图若将钢闸门与电源的负极相连,则钢闸门作阴极,故可防止钢闸门腐蚀,B正确;图若断开电源,钢闸门中将形成Fe和C两电极,在海水和O2作用下形成原电池,电解质溶液呈中性或弱酸性,故将发生吸氧腐蚀,C正确;图若金属M比铁活泼,则M作负极,失电子,从而保护了铁,故可防止钢铁输水管腐蚀,D正确。2.(2021山东济南期中)中学化学教材中,常借助图像这一表现手段清晰地突出实验装置的要点,形象地阐述化学过程的原理。下列有关化学图像表现的内容不正确的是( )A.图1表示牺牲阳极保护法B.图2所示装置中的铁钉几乎没被腐

7、蚀C.图3表示电镀D.用图4装置表示精炼铜,则a极为粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液C解析:图1中锌比铁活泼,锌失电子,被氧化,从而保护了铁不被腐蚀,故表示牺牲阳极保护法,A正确;由于常温下铁遇到浓硫酸发生钝化,所以图2所示装置中的铁钉几乎没被腐蚀,B正确;电镀时待镀物品(镀件)应该与电源的负极相连作阴极,故图3表示电镀的正、负极接反了,C错误;用图4装置表示精炼铜,则a极与电源的正极相连,作阳极,应接粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液,D正确。3.(2021上海敬业中学期中)“双吸剂”含铁粉、活性炭和氯化钠等,可延长食品保质期。下列有关叙述正确的是( )A题后悟道金属腐蚀的本质是金属发生氧化反

8、应,所以金属防腐就是防止金属发生氧化反应的过程。原电池负极、电解池阳极均发生氧化反应,所以只要让金属作原电池的正极及电解池的阴极即可保护金属。课堂小结提升【知识整合】【易错提醒】1.误认为发生电化学腐蚀时没有化学腐蚀存在。其实不然,电化学腐蚀的速率远快于化学腐蚀的,因此金属腐蚀主要由电化学腐蚀造成,发生电化学腐蚀的同时也会发生化学腐蚀,只是经常忽略不计。2.误认为金属保护层破坏后起不到保护作用了。其实不然,如果金属保护层的活泼性大于被保护金属的,则保护层破坏后仍能起到保护作用,但如果保护层金属的活泼性比被保护金属的弱,则此时被保护金属作负极,发生氧化反应,不但起不到保护作用,反而加快了腐蚀。3

9、.误认为牺牲阳极保护法是利用了电解原理对金属进行防护。其实不然,因为电化学上规定:发生氧化反应的电极是阳极。原电池的负极发生的就是氧化反应,也就是说,牺牲阳极保护法是遵循了电化学上对阳极的定义,当然,这也是一种习惯叫法。4.误认为无论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀,作为负极的铁被氧化成Fe3+。其实不然,铁被氧化成Fe2+。学科素养测评世界上每年都有将近总产量十分之一的钢铁锈蚀,造成了巨大的经济损失。所以研究钢铁腐蚀机理及防腐方法具有重要的社会意义和价值。某同学设计如图装置研究铁的吸氧腐蚀。请据此回答问题。(1)金属腐蚀的电化学原理可用如图甲模拟。请写出有关电极反应。铁棒上:。世界上每年都有将近总产量

10、十分之一的钢铁锈蚀,造成了巨大的经济损失。所以研究钢铁腐蚀机理及防腐方法具有重要的社会意义和价值。某同学设计如图装置研究铁的吸氧腐蚀。请据此回答问题。(1)金属腐蚀的电化学原理可用如图甲模拟。请写出有关电极反应。碳棒上:。世界上每年都有将近总产量十分之一的钢铁锈蚀,造成了巨大的经济损失。所以研究钢铁腐蚀机理及防腐方法具有重要的社会意义和价值。某同学设计如图装置研究铁的吸氧腐蚀。请据此回答问题。(2)图乙是探究铁发生腐蚀的装置图。发现开始时U形管左端红墨水水柱下降,一段时间后U形管左端红墨水水柱又上升。下列说法不正确的是 (填字母)。答案:(2)D世界上每年都有将近总产量十分之一的钢铁锈蚀,造成

11、了巨大的经济损失。所以研究钢铁腐蚀机理及防腐方法具有重要的社会意义和价值。某同学设计如图装置研究铁的吸氧腐蚀。请据此回答问题。(3)以Al海水空气电池作为能源的新型海水标志灯,以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使Al不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光。则该电源负极材料为,正极反应为。世界上每年都有将近总产量十分之一的钢铁锈蚀,造成了巨大的经济损失。所以研究钢铁腐蚀机理及防腐方法具有重要的社会意义和价值。某同学设计如图装置研究铁的吸氧腐蚀。请据此回答问题。(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用为。银器为极,电极反应为 。世界上每年都有将近总产量十分之一的钢铁锈蚀,造成了巨大的经济损失。所以研究钢铁腐蚀机理及防腐方法具有重要的社会意义和价值。某同学设计如图装置研究铁的吸氧腐蚀。请据此回答问题。(5)若用钢铁(含Fe、C)制品盛装NaClO溶液会发生电化学腐蚀,钢铁制品表面生成红