【创新备课】鲁科版高中化学选修一 1.4.3 电化学腐蚀原理的应用课件3

鲁科版选修一电化学腐蚀原理的应用

每年，因金属腐蚀造成的经济损失远远超过因自然灾害和各类事故造成的经济损失总和。为引起人类对腐蚀的关注，2006年联合国成立了世界腐蚀组织(WorldCorrosionOrganization,WCO)，并把每年的4月24日定为“世界腐蚀日”。如果你是世界腐蚀组织成员，你会关注什么？电化学腐蚀原理的应用1.铁腐蚀能消耗空气中的氧气,利用这一原理可快速测定空气中氧气的含量。2.铁腐蚀的反应消耗氧气和水,以铁粉为主要成分制成双吸剂放入食品包装袋,可以延长食物的保质期。3.铁腐蚀的过程放热,利用这一特点可以制成一次性保暖贴。4.根据金属电化学腐蚀的原理,利用微电解技术处理工业废水。5.金属电化学腐蚀原理在航空航天、精密仪器和生物医学等领域也具有广阔的应用前景。钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较

区别与联系吸氧腐蚀析氢腐蚀腐蚀的实质金属作为原电池负极,失电子被氧化负极电极反应Fe-2e-==Fe2+条件水膜呈很弱的酸性、中性或碱性水膜酸性较强正极电极反应O2+2H2O+4e-==4OH-2H++2e-==H2↑总反应2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2Fe+2H+==Fe2++H2↑其他反应Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+O2==4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈【注意】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。电化学腐蚀原理的应用1：“保暖贴”是冬日保暖防护措施之一，热敷还能缓解因寒冷造成的肩周炎等各种疼痛。你知道保暖贴的发热原理吗？利用化学反应中的能量变化请仔细阅读某品牌保暖贴使用说明书，思考以下问题：

Q1.保暖贴在发热过程中，其主要成分分别起什么作用？Q2.为什么保暖贴能较持久而又稳定地提供热量？Q3.保暖贴使用的是双层包装。外层由不透气的明胶层制成，

内层由微孔透气膜制成，为什么要这样设计？Q4.为什么保暖贴使用后会变得较硬？Q1.保暖贴在发热过程中其主要成分分别起什么作用？交流·研讨负极：正极：负极正极e-e-Na+Cl-Fe–2e-Fe2+O2+4e-+2H2O4OH-2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2请画出装置示意图，并书写相关电极反应式和总反应方程式。Q2.为什么保暖贴能较持久稳定地提供热量？交流·研讨蛭石是一种含镁的铝硅酸盐矿物，成分为Mg0.5(H2O)4Mg3[AlSi3O10](OH)2,蛭石为层状结构，受热后能膨胀，是良好的隔热保温材料。吸水性树脂具有高吸水性和保水性，能吸收自身重量的数百倍或上千倍的水分子，可以提供反应所需水分，维持持久反应。Q3.保暖贴使用的是双层包装。外层由不透气的明胶层制成，内

层由微孔透气膜制成。为什么要这样设计？交流·研讨放热时间的长短和温度高低是通过透气膜的透氧速率进行控制的。Q4.为什么保暖贴使用后会变得较硬？交流·研讨使用后保暖贴内袋中的物质变为深褐色固体，其主要成分为炭粉、氯化钠固体、三氧化二铁固体以及含镁和铝的盐，因而变得较硬。使用前使用后电化学腐蚀原理的应用2：“双吸剂”是一种吸收水和氧气的脱氧保鲜剂，主要成分为铁粉、生石灰、氯化钠、活性炭等，常用作食品包装袋内保鲜剂。负极：Fe–2e-Fe2+正极：O2+2H2O+4e-4OH-2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2利用化学反应中的物质变化电镀行业产生的酸性含铬Cr(VI)废水对环境有污染，可采用微电解技术法处理将其除去：向酸性含铬废水（CrO

）中按比例投放废铁屑和焦炭，利用原电池原理将Cr(VI)还原为Cr3+，然后加碱调节pH，以氢氧化物的形式沉淀除去重金属离子。任务：请结合化学用语分析处理酸性含铬废水的化学原理。电化学腐蚀原理的应用3.酸性含铬废水(

CrO

)①焦炭-铁屑②碱达标水

2-27

2-27任务：请结合化学用语分析处理酸性含铬废水的化学原理。①焦炭-铁屑②碱CrO+Fe2+Cr3++Fe3+

2-27e-Fe–2e-Fe2+负极：2H++2e-H2正极：酸性含铬废水(

CrO

)

2-27负极：正极：任务：请结合化学用语分析处理酸性含铬废水的化学原理。e-①焦炭-铁屑②碱Fe–2e-Fe2+2H++2e-H2CrO+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O

2-27酸性含铬废水(

CrO

)

2-273×21×6负极：正极：任务：请结合化学用语分析处理酸性含铬废水的化学原理。e-①焦炭-铁屑Fe–2e-Fe2+2H++2e-H2CrO+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O

2-27Cr

O+6e-+14H+2Cr3++7H2O

2-27②碱酸性含铬废水(

CrO

)

2-27负极：正极：任务：请结合化学用语分析处理酸性含铬废水的化学原理。①焦炭-铁屑Fe–2e-Fe2+2H++2e-H2Cr3++3OH-Cr(OH)3↓Fe3++3OH-Fe(OH)3↓Cr

O+6e-+14H+2Cr3++7H2O

2-27CrO+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O

2-27②碱酸性含铬废水(

CrO

)

2-27微电解技术是利用原电池原理处理废水的一种污水处理技术。该技术利用铁屑中的铁和碳形成微小的原电池，废水作为离子导体，新生成的电极反应产物具有很高的反应活性，能与废水中的某些污染物发生氧化还原反应，从而达到去除污染物的目的。电化学腐蚀原理的应用3：利用物质变化和能量变化如图所示,水槽中的试管内有一枚铁钉,放置数天后观察:(1)铁钉在逐渐生锈,则铁钉的腐蚀属于

(填“化学”或“电化学”)腐蚀。

(2)若试管内液面上升,则原溶液呈

性,发生

腐蚀,负极电极反应为

,正极电极反应为

。

(3)若试管内液面下降,则原溶液呈

性,发生

腐蚀。负极电极反应为

,正极电极反应为

。

随堂检测答案(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↑解析根据原