化學(xué)魯科版選修4課件：第1章 第3節(jié) 第3課時(shí)金屬的腐蝕與保護(hù)

歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第3課時(shí)金屬的腐蝕與保護(hù) 1 了解金屬腐蝕的原因 能辨別金屬發(fā)生腐蝕的類型 2 理解金屬電化學(xué)腐蝕的原理及類型 3 掌握金屬防護(hù)的方法以及金屬的電化學(xué)防護(hù)的原理 一 金屬的腐蝕1 定義 金屬表面與周圍物質(zhì)發(fā)生或因而遭到破壞的過程 2 實(shí)質(zhì) 金屬電子被 化學(xué)反應(yīng) 電化學(xué)作用 失去 氧化 二 金屬電化學(xué)腐蝕的原理1 定義 不純的金屬或合金跟接觸時(shí)發(fā)生反應(yīng) 較活潑金屬電子被的過程 2 實(shí)質(zhì) 被腐蝕金屬成為原電池的極而被溶解 3 分類 1 吸氧腐蝕 在水膜時(shí) 正極上O2被還原 2 析氫腐蝕 在水膜酸性時(shí) 正極上H 被還原 電解質(zhì)溶液 原電池 失去 氧化 負(fù) 酸性很弱或呈中性 較強(qiáng) 開放探究 1 現(xiàn)實(shí)生活中化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕哪種更普遍 析氫腐蝕與吸氧腐蝕哪個(gè)更普遍 2 影響金屬腐蝕的因素有哪些 提示 1 電化學(xué)腐蝕更普遍 吸氧腐蝕更普遍 2 有金屬的本性和介質(zhì)兩個(gè)方面 就金屬本性而言 金屬越活潑 就越易失電子而被腐蝕 介質(zhì)對(duì)金屬腐蝕的影響也很大 如果金屬在潮濕空氣中 接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液 都容易被腐蝕 三 金屬的防護(hù)1 本質(zhì) 阻止金屬發(fā)生反應(yīng) 2 方法 1 改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如制成合金等 2 加防護(hù)層 如在金屬表面等 3 電化學(xué)防護(hù)電化學(xué)保護(hù)分為保護(hù)法和保護(hù)法 化學(xué) 噴漆 涂油脂 電鍍 犧牲陽(yáng)極 陰極 3 金屬的防護(hù)措施圖示 1 下列有關(guān)金屬腐蝕的說法中正確的是 A 金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質(zhì)溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程B 電化學(xué)腐蝕指在外加電流的作用下不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程C 鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕 負(fù)極吸收氧氣 產(chǎn)物最終轉(zhuǎn)化為鐵銹D 金屬的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕本質(zhì)相同 但電化學(xué)腐蝕伴有電流作用 解析 金屬腐蝕的本質(zhì) 主要是金屬原子失電子被氧化 腐蝕的內(nèi)因是金屬的化學(xué)性質(zhì)比較活潑 外因是金屬與空氣 水和其他腐蝕性的物質(zhì)接觸 腐蝕主要包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕 所以A錯(cuò)誤 電化學(xué)腐蝕指不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程 不需要通過電流 所以B錯(cuò)誤 鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕 正極吸收氧氣 而不是負(fù)極吸收氧氣 所以C錯(cuò)誤 只有選項(xiàng)D正確 答案 D 2 鐵制自來水管與下列材料做成的水龍頭連接 自來水管銹蝕最快的是 A 鐵水龍頭B 銅水龍頭C 塑料水龍頭D 陶瓷水龍頭答案 B 3 下列防腐措施中 屬于電化學(xué)保護(hù)法的是 A 用氧化劑使金屬表面生成致密穩(wěn)定的氧化物保護(hù)膜B 在金屬中加入一些鉻或鎳制成金屬合金C 在輪船的船殼水線以下部分 裝上一定數(shù)量的鋅錠D 金屬表面噴漆解析 鋅的活動(dòng)性強(qiáng)于鐵 形成原電池時(shí)鋅做負(fù)極先被腐蝕使船體得到保護(hù) 答案 C 一 鋼鐵的腐蝕1 實(shí)驗(yàn)探究吸氧腐蝕 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究浸泡過食鹽水的鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕 2 實(shí)驗(yàn)步驟 將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘 用飽和食鹽水浸泡一下 放入如圖所示的試管中 然后撒少量炭粉 幾分鐘后 觀察導(dǎo)管中水柱的變化 3 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象 導(dǎo)管中水柱上升 鐵釘表面有鐵銹生成 4 實(shí)驗(yàn)分析 裝置中Fe C 食鹽水一起構(gòu)成了原電池 Fe做負(fù)極 C做正極 由于食鹽水呈中性 故電極反應(yīng)如下 負(fù)極 2Fe 2Fe2 4e 正極 O2 2H2O 4e 4OH 總反應(yīng)方程式 2Fe O2 2H2O 2Fe OH 2 又4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 氫氧化鐵進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為鐵銹 2 鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比較 1 原電池的負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液不能發(fā)生自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)時(shí) 正極反應(yīng)一般為 O2 4e 2H2O 4OH 2 金屬的吸氧腐蝕比析氫腐蝕更普遍 按照金屬活動(dòng)性順序 H 前金屬既可以發(fā)生析氫腐蝕也可以發(fā)生吸氧腐蝕 H 后金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕 上海高考 右圖裝置中 U形管內(nèi)為紅墨水 a b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液 呈酸性 各加入生鐵塊 放置一段時(shí)間 下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是 A 生鐵塊中的碳是原電池的正極B 紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤 兩試管中相同的電極反應(yīng)式是 Fe Fe2 2e D a試管中發(fā)生了吸氧腐蝕 b試管中發(fā)生了析氫腐蝕 思路點(diǎn)撥 解答本題要注意以下兩點(diǎn) 1 溶液的酸堿性決定鐵釘發(fā)生電化學(xué)腐蝕的類別 2 發(fā)生析氫腐蝕時(shí)有H2放出 發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)O2被吸收 生鐵塊中的鐵比含有的碳活潑 在形成的原電池中充當(dāng)負(fù)極 電極反應(yīng)為Fe Fe2 2e 碳充當(dāng)正極 在發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)電極反應(yīng)為O2 2H2O 4e 4OH 在發(fā)生析氫腐蝕時(shí)電極反應(yīng)為2H 2e H2 故A C正確 a試管中盛裝NaCl溶液為中性環(huán)境 故生鐵塊發(fā)生吸氧腐蝕 氧氣被消耗 試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)降低 b試管內(nèi)盛裝NH4Cl溶液 酸性較強(qiáng) 產(chǎn)生析氫腐蝕 產(chǎn)生H2 試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大 故紅墨水柱兩邊的液面應(yīng)左高右低 故B錯(cuò) D對(duì) 答案 D 1 如下圖所示 將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中 再加入含有適量酚酞和NaCl的瓊脂熱溶液 冷卻后形成瓊膠 離子在瓊膠內(nèi)可以移動(dòng) 下列敘述正確的是 A a中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色B b中鐵釘上發(fā)生還原反應(yīng)C a中銅絲上發(fā)生氧化反應(yīng)D b中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生解析 a b兩裝置中金屬接觸中性電解質(zhì)溶液 都發(fā)生吸氧腐蝕 a中Fe釘作負(fù)極 銅絲作正極 正極上的反應(yīng)為 O2 2H2O 4e 4OH 堿性增強(qiáng) 銅絲附近呈紅色 b中形成的原電池Al作負(fù)極 電極反應(yīng)為 Al Al3 3e 故D項(xiàng)錯(cuò) b中鐵釘作正極 發(fā)生還原反應(yīng) B項(xiàng)正確 答案 B 二 金屬腐蝕快慢規(guī)律1 在同一電解質(zhì)溶液中 金屬腐蝕由快到慢的順序?yàn)?電解原理引起的腐蝕 原電池原理引起的腐蝕 化學(xué)腐蝕 應(yīng)用原電池原理有保護(hù)措施的腐蝕 應(yīng)用電解池原理有保護(hù)措施的腐蝕 2 同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序?yàn)?強(qiáng)電解質(zhì)溶液中的腐蝕 弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕 非電解質(zhì)溶液中的腐蝕 3 對(duì)于活動(dòng)性不同的兩種金屬 活動(dòng)性差別越大 氧化還原反應(yīng)速率越快 活潑金屬腐蝕越快 4 對(duì)于同一種電解質(zhì)溶液 電解質(zhì)溶液濃度越大 金屬腐蝕越快 除鈍化外 5 純度越高的金屬 腐蝕的速率越慢 純金屬幾乎不腐蝕 6 不純的金屬或合金 在潮濕的空氣中腐蝕速率遠(yuǎn)大于在干燥 隔絕空氣條件下的腐蝕速率 比較金屬腐蝕快慢時(shí) 先分清金屬活潑與否 電解質(zhì)溶液成分 確定 裝置 類型 是電解池還是原電池 如圖所示 各容器中盛有海水 鐵在其中被腐蝕時(shí) 由快到慢的順序是 A B C D 金屬的腐蝕 從本質(zhì)上講也是組成化學(xué)電池發(fā)生氧化還原反應(yīng)的結(jié)果 在原電池中 活潑金屬為負(fù)極 該金屬被氧化 不活潑金屬便被保護(hù)起來 其被腐蝕的速率大大減小 所以裝置 中的鐵被腐蝕的速率比 中的慢 反之 當(dāng)鐵與比它不活潑的金屬 如Sn Cu等連接起來 則其被腐蝕的速度增大 所以在容器 中的鐵比容器 中的鐵腐蝕得快 容器 是一個(gè)電解池 在這里Fe是陽(yáng)極 不斷地以Fe2 的形式進(jìn)入容器中 從而加速了鐵的腐蝕 在上述四容器中 容器 中的鐵腐蝕過程是最快的 答案 A 2 相同材質(zhì)的鐵在下列情形下最不易被腐蝕的是 解析 A B D都形成原電池 鐵做負(fù)極 腐蝕速度加快 C中鐵表面鍍銅 鐵被保護(hù)不易被腐蝕 答案 C 1 2011 牡丹江高二質(zhì)檢 下列關(guān)于金屬腐蝕的敘述不正確的是 A 金屬在潮濕環(huán)境下的腐蝕實(shí)質(zhì)是M nH2O M OH n n 2H2 B 金屬的化學(xué)腐蝕實(shí)質(zhì)是M Mn ne 電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑 C 在潮濕的中性環(huán)境中 金屬的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕D 防止金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕 關(guān)鍵在于阻止金屬成為原電池的負(fù)極 避免其發(fā)生陽(yáng)極氧化解析 金屬被腐蝕的實(shí)質(zhì)是M Mn ne A項(xiàng)說法錯(cuò)誤 答案 A 2 下列事實(shí)不能用電化學(xué)原理解釋的是 A 輪船水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊B 鋁片不用特殊方法保護(hù)C 純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí) 滴入少量硫酸銅溶液后反應(yīng)速率增大D 鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用 解析 選項(xiàng)A是通過構(gòu)成Zn Fe原電池 在船殼上加鋅塊作原電池的負(fù)極 從而保護(hù)正極鐵不受腐蝕 選項(xiàng)B可形成氧化膜保護(hù)鋁 選項(xiàng)C中由于發(fā)生Zn Cu2 Zn2 Cu 生成的銅附在鋅表面構(gòu)成了原電池 從而增大了反應(yīng)的速率 選項(xiàng)D中一旦金屬鍍層受損后 分別形成Zn Fe原電池和Fe Sn原電池 前者Zn被腐蝕從而保護(hù)了鐵 而后者Fe首先被腐蝕 所以鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用 答案 B 3 2011 常熟高二質(zhì)檢 將鐵棒與石墨用導(dǎo)線連接后浸入0 01mol L的食鹽溶液中 可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是 A 鐵棒附近產(chǎn)生OH B 鐵棒被腐蝕C 石墨棒上放出Cl2D 石墨棒上放出O2解析 鐵棒為原電池的負(fù)極 被腐蝕 石墨棒為原電池的正極 發(fā)生反應(yīng) O2 2H2O 4e 4OH 答案 B 4 2011 亳州高二質(zhì)檢 下列金屬的防護(hù)方法中屬于犧牲陽(yáng)極保護(hù)法的是 A 鐵塔上焊接大大小小的鋅塊B 體育器材表面涂上防護(hù)漆C 水下鐵閘門和直流電源的負(fù)極相連D 自行車鏈條上涂一層機(jī)油解析 A中鐵塔上的鋅塊發(fā)生氧化反應(yīng)而被損耗 B D屬于外加保護(hù)層的物理防護(hù)法 C屬于陰極電保護(hù)法 答案 A 5 炒過菜的鐵鍋未及時(shí)洗凈 殘液中含NaCl 第二天便出現(xiàn)紅棕色的銹斑 該銹斑為Fe OH 3失水的產(chǎn)物 生鐵鍋 炒過菜的鐵鍋未及時(shí)洗凈 殘液中含NaCl 第二天便出現(xiàn)紅棕色的銹斑 該銹斑為Fe OH 3失水的產(chǎn)物 1 回答有關(guān)電化學(xué)腐蝕的問題 負(fù)極反應(yīng)為 正極反應(yīng)為 原電池反應(yīng)為 2 寫出生成Fe OH 3的化學(xué)方程式 解析 NaCl殘液是電解質(zhì)溶液 它跟鐵鍋中的鐵和少量的碳恰好構(gòu)成了原電池 在此原電池里 鐵是負(fù)極 鐵失電子而被氧化 碳為正極 主要是溶解于NaCl溶液里的O2得電子而被還原 這一過程可以表示如下 負(fù)極 鐵極 2Fe 2Fe2 4e 正極 碳極 O2 2H2O 4e 4OH 生成的Fe2 與OH 結(jié)合生成Fe OH 2 Fe2 2OH Fe OH 2 生成的Fe OH 2極易被氧化成Fe OH 3 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 答案 1 2Fe 2Fe2 4e O2 2H2O 4e 4OH 2Fe O2 2H2O 2Fe OH 2 2 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 練考題 驗(yàn)?zāi)芰?輕巧奪冠 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全