专题1 第三单元 金属的腐蚀与防护-【导与练】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1同步全程学习全书word（苏教版）

第三单元　金属的腐蚀与防护 学习目标 课程标准 学业评价 1.了解金属发生电化学腐蚀的本质。 2.知道金属腐蚀的危害。 3.了解防止金属腐蚀的措施。 1.能利用电化学原理解释金属腐蚀的现象。 2.能选择并设计防止金属腐蚀的措施。 素养解读: 1.科学探究与创新意识:通过实验科学探究金属腐蚀的本质及其原因,认识金属腐蚀的主要类型,能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。 2.科学态度与社会责任:认识金属腐蚀产生的危害和影响,树立防止金属腐蚀的意识,熟知金属常用的防护方法。 知识点一　金属的腐蚀 1.金属的腐蚀及分类 概念 金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象 本质 金属原子失去电子而被氧化的过程 类 型 化学腐蚀 金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀 电化学腐蚀 不纯的金属或合金发生原电池反应,使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀 2.金属的电化学腐蚀(以钢铁腐蚀为例) (1)吸氧腐蚀:通常情况下,在潮湿的空气中,钢铁表面凝结了一层溶解有氧气的水膜时,将会发生吸氧腐蚀。 ①负极反应式为2Fe-4e-2Fe2+。 ②正极反应式为2H2O+O2+4e-4OH-。 ③总反应式为2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2。 ④铁锈(Fe2O3·nH2O)的形成:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,2Fe(OH)3Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O。 (2)析氢腐蚀:当钢铁表面水膜的酸性较强时,腐蚀过程中正极会有氢气放出。 ①负极反应式为Fe-2e-Fe2+。 ②正极反应式为2H++2e-H2↑。 ③总反应式为Fe+2H+Fe2++H2↑。 随着氢气的析出,水膜的pH上升,Fe2+与OH-结合生成Fe(OH)2,Fe(OH)2继续与空气中的O2作用,生成Fe(OH)3,进而形成铁锈。 [想一想] 化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点和不同点是什么? 提示:相同点是都会造成金属被氧化而腐蚀。不同点是化学腐蚀是金属和氧化剂直接发生氧化还原反应,无电流产生;电化学腐蚀是发生原电池反应,有电流产生。 金属的化学腐蚀和电化学腐蚀的比较 比较 项目 化学腐蚀 电化学腐蚀 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 条件 金属与干燥气体或非电解质液体等直接接触 水膜中溶有O2,酸性很弱或呈中性 水膜酸性较强 本质 金属被氧化而腐蚀 较活泼金属被氧化而腐蚀 现象 无电流产生 有微弱电流产生 反应式 (以铁腐 蚀为例) 2Fe+3Cl22FeCl3 负极:2Fe-4e-2Fe2+ 正极:2H2O+O2+4e-4OH- 正极: 4H++4e-2H2↑ 联系 两种腐蚀往往同时发生,只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、危害更大 注意:钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时,负极均是Fe失电子生成Fe2+,而非Fe3+。 题点一　金属腐蚀与分类 (以下选择题有1个或2个选项符合题意) 1.下列关于金属腐蚀的说法正确的是(　D　) A.金属在潮湿的空气中腐蚀的实质:M+nH2OM(OH)n+ H2↑ B.金属的化学腐蚀的实质:M-ne-Mn+,电子直接转移给还原剂 C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D.在潮湿的中性环境中金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 解析:金属在潮湿的空气中如果发生的是吸氧腐蚀,则不生成氢气;金属发生化学腐蚀时,电子直接转移给氧化剂;金属的化学腐蚀不一定在酸性条件下进行。 2.下列现象与电化学腐蚀无关的是(　AB　) A.涂油漆的铁把手不易生锈 B.银质物品久置表面变暗 C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈 D.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 解析:通过涂油漆使铁与空气、水隔绝,防止生锈,和电化学腐蚀无关,故A符合题意;银质物品久置表面变暗是由于金属银和空气中的成分发生反应的结果,属于化学腐蚀,与电化学腐蚀无关,故B符合题意;铁质器件附有铜质配件,在接触处形成原电池装置,其中金属铁为负极,易生铁锈,和电化学腐蚀有关,故C不符合题意;黄铜(铜锌合金)制作的铜锣中,金属锌为负极,金属铜作正极,Cu被保护,不易腐蚀,和电化学腐蚀有关,故D不符合题意。 题点二　析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较与判断 3.如图装置中,小试管内为红墨水,具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。观察到:开始导管内液面下降,一段时间后导管内液面回升,略高于小试管液面。以下有关解释合理的是(　C　) A.生铁片中的碳是原电池的负极,发生还原反应 B.雨水酸性较强,生铁片仅发生析氢腐蚀 C.导管内液面回升时,碳电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH- D.具支试管中溶液pH逐渐减小 解析:生铁片中的碳是原电池的正极,A不合理;雨水酸性较强,开始时生铁片发生析氢腐蚀,产生