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鲁科化学·选择性必修一
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第4节 金属的腐蚀与防护
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课标要点 核心素养
1.了解金属发生电化学腐蚀的本质,知道金属腐蚀的危害
2.了解防止金属腐蚀的措施
3.能利用电化学原理解释金属腐蚀现象,选择并设计防腐措施 1.宏观辨识与微观探析 2.证据推理与模型认知 3.科学态度与社会责任
(1)能从宏观与微观结合的视角对金属的腐蚀和防护进行分类和表征
(2)能运用化学符号等手段说明金属腐蚀的原理,能分析金属防护与金属腐蚀之间的关系 (1)能对复杂的化学问题情境中的关键要素进行分析以构建相应的模型,能选择电化学模型解释或解决与金属腐蚀相关的化学问题
(2)运用于原电池模型解释或推测金属的腐蚀等问题。并能利用电化学模型分析和解决金属的防腐问题 能依据“绿色化学”思想和科学理论对金属的腐蚀过程进行分析,权衡利弊,作出合理的决策;能针对金属腐蚀和防护中存在的各种问题,提出处理或解决问题的具体方案
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[知识梳理]
[知识点一] 金属电化学腐蚀的原理
1.金属腐蚀的定义和分类
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2.化学腐蚀和电化学腐蚀
金属腐蚀
化学腐蚀
电化学腐蚀
定义
金属与接触到的物质直接反应
不纯的金属在潮湿的空气或电解质溶液中发生 原电池 反应
现象
金属被腐蚀
较活泼金属被腐蚀
区别
无 电流产生
有 微弱电流产生
实质与
联系
①实质:都是金属原子失去电子被 氧化 而损耗;
②化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生,但 电化学腐蚀 更普遍。
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3.钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀
类别
吸氧腐蚀
析氢腐蚀
条件
水膜酸性不强
水膜酸度较高
正极反应
O2+2H2O+4e-
===4OH-
2H++2e-===H2↑
负极反应
Fe-2e-===Fe2+
生成铁锈
的反应
Fe2++2OH-===Fe(OH)2、
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 、
2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
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[知识点二] 金属腐蚀的防护
1.在金属表面覆盖保护层
(1)涂油漆等。
(2)镀抗腐蚀金属,如电镀等。
(3)镀膜,如烤蓝等。
2.改变金属内部组成、结构等,如制成不锈钢。
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3.电化学防护
(1)牺牲阳极保护法。
利用 原电池 原理,在被保护的金属上连接更活泼的金属,使被保护金属成为 正极 。
(2)阴极电保护法也叫外加电流阴极保护法。
利用 电解池 原理,使被保护的金属连接电源的负极成为 阴极 。
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[知识点三] 电化学腐蚀原理的应用
1.铁腐蚀原理的应用
(1)测定 空气中氧气 的含量;
(2)食品包装袋中以铁粉为主要成分的双吸剂,延长食物的保质期;
(3)制成 一次性保暖贴 ,使用后其主要成分为 炭粉 、氯化钠固体、 三氧化二铁固体 以及含镁、铝的盐。
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2.微电解技术处理工业废水
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[自我评价]
1.判断对错(对的在括号内打“√”,错的在括号内打“×”)
(1)金属被腐蚀的本质是M+nH2O===M(OH)n+eq \f(n,2)H2↑。( × )
(2)马口铁(镀锡铁)镀层破损后,首先是镀层被氧化。( × )
(3)金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀。( √ )
(4)常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀。( × )
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解析:(1)金属被腐蚀的本质是M-ne-===Mn+。
(2)活动性:Fe>Sn,故马口铁破损后形成Fe-Sn原电池,Fe作负极被氧化。
(4)常温下,置于空气中的金属主要发生电化学腐蚀。
鲁科化