1.4 金属的腐蚀与防护 ppt课件-（2019）新鲁科版高中化学选择性必修一.pptx

1、-1-第4 4节金属的腐蚀与防护知识铺垫必备知识正误判断铁制品是如何锈蚀的? 提示:铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。知识铺垫必备知识正误判断一、金属电化学腐蚀的原理1.金属腐蚀(1)金属腐蚀的定义及本质。定义:金属表面因与周围的物质发生而遭到破坏的现象。 本质:金属本身电子变成阳离子的过程(发生_反应):M-ne- = Mn+。 (2)金属腐蚀的分类。氧化还原反应 失去氧化化学电化学知识铺垫必备知识正误判断2.金属腐蚀的电化学原理(1)实质。不纯的金属或合金与接触时发生,较活泼的金属电子被的过程。 (2)分类。金属的电化学腐蚀分为和。 电解质溶液原电池反

2、应失去氧化析氢腐蚀吸氧腐蚀知识铺垫必备知识正误判断二、金属腐蚀的防护1.原理阻止金属发生反应。 2.方法(1)改变金属内部结构,如制成合金等。(2)加防护层,如在金属表面等。 (3)电化学防护,分为保护法和_保护法。 氧化喷油漆、涂油脂、电镀牺牲阳极外加电流阴极知识铺垫必备知识正误判断3.金属的防护措施图示 知识铺垫必备知识正误判断三、电化学腐蚀原理的应用1.铁腐蚀能消耗空气中的,利用这一原理可快速测定空气中的含量。 2.铁腐蚀的反应消耗和,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。 3.铁腐蚀的过程,利用这一特点可以制成一次性。 4.根据金属电化学腐蚀的原理,利用处理工业废水

3、。 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。氧气氧气氧气水保质期放热保暖贴微电解技术知识铺垫必备知识正误判断判断下列说法是否正确,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)发生吸氧腐蚀时正极放出O2,发生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。() 探究一

4、探究二素养脉络随堂检测金属的腐蚀金属的腐蚀问题问题探究探究据估计,每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一。那么,金属的腐蚀都有哪些类型?不同类型的金属腐蚀有何区别?提示:金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀;化学腐蚀过程中没有电流产生,电化学腐蚀过程中有电流产生。探究一探究二素养脉络随堂检测深化拓展深化拓展一、金属的腐蚀1.化学腐蚀与电化学腐蚀的比较探究一探究二素养脉络随堂检测2.钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较 探究一探究二素养脉络随堂检测【微点拨】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。探究一探究二素养脉络随堂检测素能应用素能应用典例

5、典例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的NaCl溶液,一段时间后观察发生的变化。下列叙述正确的是()A.a中铁钉附近溶液呈现红色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探究一探究二素养脉络随堂检测答案:B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。探究一探究二素养脉络随堂检测变式训练变式训练1右图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液(呈酸性),各加入生铁块,放置一段时间。下列有关描述错误的是()A.生铁块中的碳是原电池的正

6、极B.红墨水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是Fe-2e- = Fe2+D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀答案:B解析:a为中性环境,发生吸氧腐蚀,氧气被消耗,试管中气体压强减小;b中溶液呈酸性,发生析氢腐蚀,有氢气放出,试管中气体压强增大,所以红墨水水柱两边的液面变化为左高右低,故B项错。探究一探究二素养脉络随堂检测金属腐蚀的快慢与金属腐蚀的防护金属腐蚀的快慢与金属腐蚀的防护问题探究问题探究根据金属腐蚀的原理分析金属腐蚀的防护措施都有哪些? 提示:常见金属腐蚀的防护措施有改变金属内部结构(不锈钢)、覆盖防护层(电镀、油漆等)、电化学防护、电化学使金属表面“

7、钝化”等。探究一探究二素养脉络随堂检测深化拓展深化拓展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(浓度相等)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)在同一种电解质溶液中,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀越快(钝化除外)。(4)纯度越高的金属,腐蚀越慢。(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。探究一探究二素养脉络随堂检测2.金属的电化学防护 探究一探究二素养脉络随堂检测素能应用素能应用典例典例2铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示,下

8、列有关说法不正确的是()A.正极电极反应为2H+2e- = H2B.此过程中还涉及反应:4Fe(OH)2+2H2O+O2 = 4Fe(OH)3C.此过程中铜并不被腐蚀D.此过程中电子从Fe移向Cu探究一探究二素养脉络随堂检测答案:A解析:铜、铁在潮湿的环境中形成原电池,Fe发生吸氧腐蚀,Fe作为负极,失去电子被氧化,电极反应为Fe-2e- = Fe2+;Cu作为正极,电极反应为O2+2H2O+4e- = 4OH-。在此原电池中,电子由Fe移向Cu,原电池反应为2Fe+O2+2H2O = 2Fe(OH)2,在溶液中还发生反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3。探究一探究二素

9、养脉络随堂检测变式训练变式训练2下面各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是()A.B.C.D.答案:A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被腐蚀的速率比大,与活泼性比其强的锌相连时,锌作为负极被腐蚀,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。探究一探究二素养脉络随堂检测探究一探究二素养脉络随堂检测1.研究电化学腐蚀及防护的装置如下图所示。下列有关说法错误的是()A.若d为石墨,铁片腐蚀加快B.若d为石墨,石墨上电极反应为:O2+2H2O+4e- = 4OH-C.若d为锌块,铁片不易被腐蚀D.若d为锌块

10、,铁片上电极反应为:2H+2e- = H2探究一探究二素养脉络随堂检测答案:D解析:铁、石墨及海水构成原电池时,Fe为负极,失去电子被氧化为Fe2+进入溶液,溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原,比没有形成原电池时腐蚀快,A正确。d为石墨,铁片在海水中发生的是吸氧腐蚀,石墨上氧气得到电子发生还原反应,电极反应为O2+2H2O+4e- = 4OH-,B正确。若d为锌块,由于金属活泼性ZnFe,Zn为原电池的负极,Fe为正极,首先被腐蚀的是Zn,铁得到保护,铁片不易被腐蚀,C正确。若d为锌块,铁片在海水中发生的是吸氧腐蚀,在铁片上的电极反应为O2+2H2O+4e- = 4OH-,D错误。探

11、究一探究二素养脉络随堂检测2.相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是() 答案:C解析:A、B、D都能形成原电池,铁作为负极,腐蚀速率加快;C中铁表面镀铜,铁被保护不易被腐蚀。探究一探究二素养脉络随堂检测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,铜盐溶液为离子导体D.铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀答案:C解析:生铁中含有碳,在一定条件下可形成原电池,加快了铁的腐蚀,A正确;铁与锡在一定条件下可形成原电池,焊接处易生锈,B正确;铁管上镶嵌锌块,锌比铁活泼易被腐蚀,从而保护了铁管不易被腐蚀,D正确;在铁制品上

12、镀铜时,镀件为阴极,C错误。探究一探究二素养脉络随堂检测4.(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)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:正极:,负极:。 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造成铝被腐蚀(2)O2+2H2O+4e- = 4OH-2Cu-4e- = 2Cu2+解析:(1)当铜导线和铝导线连接时,接触到潮湿的空气就易形成原电池而使铝被腐蚀。(2)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

13、,腐蚀加快。探究一探究二素养脉络随堂检测5.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:。 探究一探究二素养脉络随堂检测答案:(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:根据原电池的构成条件:有两种不同的电极材料(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。若试管内液面上升,说明试管内压强减小,试管内气体被吸收,是铁钉发生吸氧腐蚀的结果;若试管内液面下降,说明试管内气体压强变大,试管内产生了新气体,是铁钉发生析氢腐蚀的结果。