4.3 金属的腐蚀与防护 微讲小本-【赢在微点】轻松课堂2023.2024学年新教材高中化学选择性必修1（人教版2019,不定项）

第三节　金属的腐蚀与防护 学习目标 核心素养 1.了解金属发生电化学腐蚀的原因。 2.了解金属腐蚀的危害。 3.了解防止金属腐蚀的措施。 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,熟知金属腐蚀常用的防护方法。 课前预习新知 　 知|识|梳|理 知识点一　金属的腐蚀 1.概念。 金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。 2.分类。 (1)化学腐蚀。 金属与接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。 (2)电化学腐蚀。 不纯的金属与电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。 3.钢铁的电化学腐蚀。 (1)钢铁的电化学腐蚀的分类。 电化学腐蚀 (2)比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀。 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 铁腐蚀 示意图 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 电极 反应 负极 Fe-2e-Fe2+ 2Fe-4e-2Fe2+ 正极 2H++2e-H2↑ O2+4e-+2H2O4OH- 总反应 Fe+2H+Fe2++H2↑ 2Fe+2H2O+O2 2Fe(OH)2 4.实验探究:电化学腐蚀。 (1) 实验操作 实验现象 实验解释 导管中 液面上升 装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池,铁钉发生吸氧腐蚀 (2) 实验操作 实验现象 实验解释 ①　 　　② ①试管中 产生气泡 的速率 快 Zn与CuSO4反应生成Cu,Zn、Cu和稀盐酸构成原电池,发生电化学腐蚀,产生气泡的速率更快 (3)结论:①电化学腐蚀中吸氧腐蚀更为普遍。 ②电化学腐蚀速率比化学腐蚀大得多。 微判断(正确的画“√”,错误的画“×”) 1.无论化学腐蚀还是电化学腐蚀,金属的腐蚀都是金属失电子被氧化的过程。 (√) 2.因为CO2普遍存在,所以钢铁腐蚀以析氢腐蚀为主。 (×) 3.铜在酸性条件也可以发生析氢腐蚀。 (×) 4.纯铁不易腐蚀,生铁易腐蚀,是因为生铁中含碳,能形成原电池发生电化学腐蚀。 (√) 5.铁的电化学腐蚀的负极反应为Fe-3e-Fe3+。 (×) 知识点二　金属的防护 1.改变金属材料的组成。 在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金。如不锈钢、钛合金等。 2.在金属表面覆盖保护层。 在金属表面覆盖致密的保护层,将金属制品与周围物质隔开。如在金属表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等;电镀;钢铁表面进行发蓝处理;利用阳极处理铝制品的表面,使之形成致密的氧化膜而钝化等。 3.电化学保护法。 (1)牺牲阳极法。 应用原电池原理,让被保护金属作正极,另外一种活泼性较强的金属作负极。 如图所示: 实验探究 实验1　如图装置反应一段时间后,往Fe电极区滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液,观察实验现象。 已知Fe2+与[Fe(CN)6反应生成带有特征蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀。 实验 装置 电流表 阳极(负极区) 阴极(正极区) 现象 指针 偏转 Zn溶解 有气泡产生,无蓝色沉淀生成 有关 反应 — Zn-2e- Zn2+ 2H++2e-H2↑ 结论 溶液中不含Fe2+,铁作正极未被腐蚀 实验2　在两个培养皿中分别放入含有NaCl的琼脂,并滴入5~6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液混合均匀,取两个2~3 cm长的铁钉,用砂纸擦光,将裹有锌皮的铁钉放入a,缠有铜丝的铁钉放入b。 实验 装置 a b 现象 铁钉周围变红 铁钉周围生成蓝色沉淀,铜丝周围变红 结论 铁作为负极时易被腐蚀,作为正极时未被腐蚀 (2)外加电流法。 利用电解原理,把被保护的钢铁设备作为阴极,用惰性电极作为辅助阳极,两者均放在电解质溶液里,外接直流电源。 如图所示: 微判断(正确的画“√”,错误的画“×”) 1.牺牲阳极法利用的是电解池原理。 (×) 2.在铁制品表面镀锌,是为了防止铁制品的腐蚀,而且镀层有损坏仍可对铁制品起到保护作用。　 (√) 3.铁制品涂油脂、喷油漆是为了隔绝铁与氧气的接触,起到保护铁制品的作用。 (√) 4.铁闸门可与外加电源的正极相连,起到保护作用。 (×) 5.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用来减缓金属的腐蚀。 (×) 课堂互动探究 　 探究一　金属的化学腐蚀和电化学腐蚀的比较 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