(教案)第4章 第3节 金属的腐蚀与防护-【提分教练】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1(人教版2019)

第三节　金属的腐蚀与防护 学习任务目标 1．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。 2．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。 1．原电池中通常较活泼金属作负极，质量减小；作正极的金属电极不参与反应。 2．生活中铁质物品在潮湿环境下比干燥环境下更易发生腐蚀。 3．生活中常采用什么措施防止铁质物品发生腐蚀：保持干燥、刷油漆、包裹塑料层、涂油脂等。 一、金属的腐蚀 1．金属的腐蚀 2．化学腐蚀和电化学腐蚀 3．钢铁的电化学腐蚀 (1)实质 (2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀 项目 类别 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 条件 水膜酸性较强 水膜酸性较弱或呈中性 电 极 反 应 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 2H＋＋2e－===H2↑ 2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2 联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 4．实验探究金属的腐蚀 (1)将经过酸洗除锈的铁钉和饱和食盐水浸泡一下，放入具支试管中，可以观察到的现象是导管中的液面上升，说明铁发生了吸氧腐蚀。 (2)取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀硫酸，实验现象是两支试管中均有气泡产生，反应的离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，向其中一支试管中滴加1～2滴硫酸铜溶液，观察到的现象是产生气泡速率加快，原因是锌置换出铜，形成原电池。 二、金属的防护方法 1．电化学保护法 (1)牺牲阳极法 ①实验探究 实验1：以Fe作保护电极，以Zn作辅助电极，以经过酸化的3%NaCl溶液作电解质溶液，按下图所示连接装置。 观察实验现象。过一段时间，用胶头滴管从Fe电极区域取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液。 实验装置 电流表 阳极 阴极 现象 指针发生偏转 逐渐溶解 质量不变，有气泡产生，加入K3[Fe(CN)6]后，无明显现象 有关反应 — Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ 实验2 裹有锌皮的铁钉放入饱和食盐水的琼脂溶液中，并滴加酚酞和K3[Fe(CN)6]溶液，观察到现象：铁钉附近溶液变红色 缠有铜丝的铁钉放入饱和食盐水的琼脂溶液中，并滴加酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，观察到现象：铜丝附近溶液变红色，铁钉附近产生蓝色沉淀 ②应用 理论依据：利用原电池原理，阳极：Zn－2e－===Zn2＋； 阴极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 (2)外加电流法 ①理论依据：利用电解原理。 ②装置示意图 2．其他防护方法 (1)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。 (2)加保护层 ①喷涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等。 ②镀抗腐蚀金属：电镀、喷镀法。例如，在铁表面镀上锌或锡，即制成白铁或马口铁。 ③用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜，如烤蓝。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流法防止其腐蚀。 (√) (2)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应为Fe－3e－===Fe3＋。 (×) (3)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈。 (√) (4)在潮湿空气中，钢铁表面形成水膜，金属发生的一定是吸氧腐蚀。(×) (5)在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀。 (×) (6)外加电流法是将被保护金属接在直流电源的正极。 (×) 2．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是(　　) A．钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快 B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用 C．海轮外壳焊接锌块是采用了牺牲阳极法 D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 C　解析：钢铁的腐蚀主要是析氢腐蚀和吸氧腐蚀，由于所处的溶液酸碱性不同，因此二者的腐蚀速率不同，故A错误；Fe、Sn形成原电池时，Fe为负极，负极失电子被腐蚀，所以当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层不能对铁制品起保护作用，故B错误；Fe、Zn形成原电池时，Fe为正极，Zn为负极失电子，则Fe被保护，属于牺牲阳极法，故C正确；Fe与正极相连作阳极，活性电极作阳极时，电极失电子被腐蚀，则地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀，故D错误。 3．炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A．腐蚀过程中，负极是C B．Fe失去电子经电解质溶液转移给C C．正极的电极反应为4OH－－4e－===2H2O