高中化學(xué) 4.4 金屬制品的防護(hù)課件 魯科版選修1.ppt

課題4 金屬制品的防護(hù),預(yù)習(xí)引導(dǎo),目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),3.化學(xué)腐蝕:指金屬與氧化劑直接接觸而被腐蝕的過程。高溫下,鋼鐵與氯氣接觸生成氯化鐵,銅在加熱條件下生成黑色的氧化銅,都屬于化學(xué)腐蝕。 4.金屬腐蝕:本質(zhì)是金屬原子失去電子變成金屬陽離子,在此過程中金屬被氧化。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),預(yù)習(xí)交流1 你認(rèn)為影響金屬腐蝕的主要因素有哪些呢? 答案:(1)金屬的性質(zhì):金屬越活潑,就越容易失去電子而被腐蝕,如果金屬中能導(dǎo)電的雜質(zhì)不如該金屬活潑,則容易形成原電池而使金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕。(2)介質(zhì):活潑金屬在強(qiáng)電解質(zhì)溶液中腐蝕得較快。(3)氧化劑:氧化劑的氧化性越強(qiáng),金屬腐蝕得越快。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),二、自行車金屬部件的防腐蝕 1.金屬部件加防護(hù)層: (1)給車架、擋泥板、車后座烤漆; (2)給鏈條涂上機(jī)油,給軸承涂上凡士林; (3)將車把、車圈、車輻條進(jìn)行電鍍; (4)將車座彈簧用一層“烤藍(lán)”保護(hù)。 2.鍍鋅是最常見的電鍍工藝,廣泛應(yīng)用于鋼鐵制品的防腐蝕,原因是鍍層破損后,由于鋅比鐵活潑,腐蝕時先腐蝕鋅。 3.根據(jù)電化學(xué)原理,只要將要保護(hù)的金屬與比它活潑的金屬相連構(gòu)成原電池,便可以使要保護(hù)的金屬不被腐蝕,這就是犧牲陽極的陰極保護(hù)法。各種防腐措施都是為了阻止需要保護(hù)的金屬失去電子被氧化為金屬陽離子。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),預(yù)習(xí)交流2 如何“烤藍(lán)”?其原理是什么呢? 答案:鐵器件“烤藍(lán)”要使用發(fā)藍(lán)液。其方法是:將鐵放入50 g NaOH、10 g NaNO3、3 g NaNO2及100 mL 水所得到的溶液中,加熱煮沸20 min,用水洗凈,即看到有Fe3O4保護(hù)層生成。其原理是利用Fe在堿性溶液中更容易被一些氧化性并不強(qiáng)的氧化劑氧化生成鈍化膜。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),三、自行車中的合金材料 1.不銹鋼是通過改變金屬的組成和結(jié)構(gòu)來提高自身耐腐蝕性的合金。目前,科學(xué)家們已發(fā)明了各種有針對性耐腐蝕的合金鋼。 2.自行車選材主要指標(biāo)為重量輕、耐腐蝕、強(qiáng)度高和減震性能好。 3.幾種常見合金 (1)鐵合金:優(yōu)點是使車架變輕,缺點是笨重、易腐蝕。 (2)鋁合金:優(yōu)點是質(zhì)輕、成本低、易加工、機(jī)械性高。 (3)鈦合金:優(yōu)點是重量輕、強(qiáng)度高、韌性好、耐腐蝕。 (4)鎂合金:優(yōu)點是質(zhì)輕。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),預(yù)習(xí)交流3 合金有什么特點? 答案:特點是:合金比它的成分金屬具有更多良好的物理、化學(xué)或機(jī)械等方面的性能。一般地說,合金的熔點比它的各成分金屬的熔點都低。,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,一、金屬的腐蝕 活動與探究 市場上出售的“熱敷袋”其主要成分為鐵屑、炭粉、木屑和少量氯化鈉、水等?！盁岱蟠眴⒂弥坝盟芰洗蛊渑c空氣隔絕,啟用時打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量,使用完后,會發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在,請回答下列問題: (1)“熱敷袋”產(chǎn)生熱量的來源是 。 (2)炭粉的主要作用是 。 (3)加入NaCl的主要作用是 。 (4)寫出生成鐵銹的有關(guān)方程式(按生成過程分步寫,不可合并成總式): 。,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,解析:根據(jù)原電池的構(gòu)成條件可知鐵釘?shù)母g屬于電化學(xué)腐蝕,試管內(nèi)液面上升,說明試管內(nèi)壓強(qiáng)減小,試管內(nèi)氣體被吸收所致,是鐵釘吸氧腐蝕的結(jié)果,據(jù)此寫出電極反應(yīng);試管內(nèi)液面下降,說明試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)變大,試管內(nèi)產(chǎn)生了新氣體所致,是鐵釘析氫腐蝕的結(jié)果,據(jù)此寫出電極反應(yīng)。,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,(2)一周后,編號為 的試管中的鐵釘最易生銹。 (3)用相同材料制作,經(jīng)過相同時間防銹處理的鐵欄桿,安裝在南方比安裝在北方更易生銹,其原因是 。 (4)在焊接鐵管時,為了使接口更加牢固,常用稀鹽酸清洗接口處的鐵銹,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。,解析:本題不僅考查了鐵生銹的條件,也考查了鐵生銹的過程。鐵生銹與氧氣、水有關(guān),題中控制條件,設(shè)計了三個對比實驗進(jìn)行證明:(1)鐵釘只與干燥空氣接觸;(2)鐵釘只與水接觸;(3)鐵釘既與水又與空氣接觸。本題還結(jié)合地理知識考查了不同地理位置、環(huán)境對鐵生銹快慢的影響,體現(xiàn)了研究鐵銹蝕條件的實際價值。,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,遷移與應(yīng)用 據(jù)初步估計每年由于鋼鐵生銹會使我國損失大約100億150億元。了解金屬腐蝕的原因,掌握防護(hù)的方法,具有十分重要的意義。下列各種方法中:金屬表面涂抹油漆 改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu) 保持金屬表面清潔干燥 在金屬表面進(jìn)行電鍍 使金屬表面形成致密的氧化物薄膜,能對金屬起到防護(hù)或減緩腐蝕作用的是( ) A. B. C. D. 解析:金屬腐蝕的防護(hù)方法有加保護(hù)層,如。改變內(nèi)部結(jié)構(gòu),加入某種金屬制成抗腐蝕合金,如。由于化學(xué)腐蝕比電化學(xué)腐蝕慢,保持表面清潔干燥可防止電化學(xué)腐蝕的發(fā)生,如。 答案:D,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,3.電化學(xué)保護(hù)法 消除引起金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的電池反應(yīng)的方法。 (1)外加電流的陰極保護(hù)法:將被保護(hù)的金屬與外加直流電源的負(fù)極相連,能導(dǎo)電的惰性材料(如石墨)與電源正極相連,通電后,被保護(hù)的金屬上積累電子從而防止其被腐蝕。 (2)外加活潑電極的犧牲陽極的陰極保護(hù)法:在被保護(hù)的金屬上連接一種更活潑的金屬,當(dāng)發(fā)生電化學(xué)腐蝕時,首先銹蝕的是陽極(活潑金屬一極),這樣就保護(hù)了另一極的金屬不被腐蝕。,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,三,二,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,三,二,(2)如何從上述所得產(chǎn)物中獲取金屬鈦?簡述步驟并寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 實驗步驟: 。 化學(xué)方程式: 。 (3)鈦和鈦的合金被譽為“21世紀(jì)最有發(fā)展前景的材料”,它們具有很多優(yōu)良的性能,如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工等,尤其是鈦合金與人體器官具有很好的“生物相容性”。根據(jù)它們的主要性能,下列用途不切合實際的是 。 A.用來做保險絲 B.用來制造航天飛機(jī) C.用于制造人造骨 D.用于家庭裝修,做鈦合金裝飾門,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,三,二,解析:由題意可知可燃性氣體為CO,可得化學(xué)方程式TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO,該反應(yīng)中氧化劑為Cl2,還原劑為C。 (1)由題給信息可直接寫出。 (2)利用鈦不與強(qiáng)酸反應(yīng),故可知用過量鹽酸除去過量的鎂而分離出鈦。 (3)由于鈦合金熔點高、密度小,故不適合做保險絲,因為保險絲要求在受熱時能及時熔斷。,答案:第一步:TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO C 第二步:(1)TiCl4+2Mg Ti+2MgCl (2)加入足量的鹽酸,除去過量金屬鎂,過濾,并用蒸餾水洗滌固體即得金屬鈦 Mg+2HCl MgCl2+H2 (3)A,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,三,二,解析:要形成合金,各成分都要有共同的液態(tài)溫度范圍,即合金中一種金屬的熔點要高于另一種金屬的熔點而低于它的沸點,而Cu-Na不具備。 答案:D,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,三,二,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,三,二,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,1,2,3,4,5,解析:本題考查金屬的電化學(xué)腐蝕原理。鋼鐵中含有多種雜質(zhì),在考慮鋼鐵的電化學(xué)腐蝕時,為了簡化問題,主要討論碳雜質(zhì)問題,也就是以Fe為負(fù)極,C為正極的原電池反應(yīng)。在中性條件或弱酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕。原電池的正極為C,發(fā)生的是還原反應(yīng),即得電子反應(yīng),故A、D兩項應(yīng)排除。在B、C兩項中,B項是析氫腐蝕的電極反應(yīng)式。 答案:C,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,1,2,3,4,5,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,1,2,3,4,5,3.在鐵制品上鍍一定厚度的鋅層,以下方案設(shè)計正確的是 ( ) A.鋅作陽極,鍍件作陰極,溶液中含有鋅離子 B.鋅作陰極,鍍件作陽極,溶液中含有亞鐵離子 C.鐵作陽極,鍍件作陰極,溶液中含有亞鐵離子 D.鋅作陰極,鍍件作陽極,溶液中含有鋅離子,答案:A,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,1,2,3,4,5,4.有關(guān)合金的敘述錯誤的是( ) A.鐵與非金屬氯、氧等很難形成合金 B.合金是混合物 C.合金具有固定的熔點 D.形成合金后,其熔點比各成分的熔點都高 解析:合金可以由兩種或兩種以上的金屬形成,也可以由金屬與非金屬形成,但活潑的非金屬與金屬發(fā)生反應(yīng),很難形成合金,形成合金的非金屬主要由活潑性較差的、熔點較高的非金屬組成,如碳、硅等,故A項正確;合金是一類比較特殊的混合物,具有固定的熔點(區(qū)別于一般混合物),且比其成分金屬熔點低,故B、C項正確,D項錯誤。 答案:D,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,1,2,3,4,5,解析:中由于水中溶解了氧氣,鐵與雜質(zhì)碳會形成原電池,發(fā)生電化學(xué)腐蝕;中鐵在油中,氧氣難以溶解,無電解質(zhì)溶液,不能形成原電池;都形成原電池,但中鐵為正極,受到保護(hù),中鐵為負(fù)極,被氧化;都形成電解池,中鐵與電源的正極相連,作陽極,氧化速率增大;中鐵與電源的負(fù)極相連,作陰極,受到保護(hù)。所以鐵腐蝕由快到慢的順序為。 答案:,