(教案)第1章 第4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一(鲁科版2019)

第4节　金属的腐蚀与防护 学习任务目标 1．通过实验，探究金属腐蚀的本质及其原因，能辨别金属腐蚀的主要类型，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。 1．一种简单的原电池装置示意图如图所示。 负极反应为Fe－2e－===Fe2＋， 正极反应为2H＋＋2e－===H2↑。 2．日常生活中使用的铁皮有镀锌铁和镀锡铁，这两种铁皮镀层被破坏后，镀锌铁仍不容易生锈，而镀锡铁很快锈迹斑斑。这是因为二者在潮湿的空气中发生原电池反应，则两原电池的负极反应分别为Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－ ===Fe2＋。 一、金属的腐蚀及类型 1．金属腐蚀 2．化学腐蚀和电化学腐蚀 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形成原电池，发生氧化还原反应 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 3．钢铁的电化学腐蚀 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜性质 酸性较强 酸性很弱或呈中性 负极反应 Fe－2e－===Fe2＋ 正极反应 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 其他反应 及产物 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 普遍性 吸氧腐蚀更普遍 二、金属腐蚀的防护 1．本质 阻止金属发生氧化反应。 2．方法 (1)改变金属内部结构，如制成合金等。 (2)加保护层。保护层可以是耐腐蚀的油漆、沥青、塑料、橡胶等非金属材料，也可以是通过电镀而覆盖在被保护金属表面的耐腐蚀性较强的金属或合金。 (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，将被保护的金属连接电源的负极成为阴极。 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和铝的盐。 2．微电解技术处理工业废水 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)金属腐蚀就是金属失电子的过程。 (　　) √　提示：金属腐蚀的实质是金属失去电子变成金属阳离子的过程。 (2)铁发生电化学腐蚀时，负极反应为Fe－3e－===Fe3＋。 (　　) ×　提示：铁在电化学腐蚀过程中，只能被氧化为Fe2＋。 (3)在铁表面镀锌属于金属的电化学保护法。 (　　) ×　提示：电镀虽然是电解原理的应用，但铁表面镀锌只是在铁表面覆盖了保护层，属于覆盖保护层法，不属于电化学保护法。 (4)轮船外壳上连接一块锌，属于牺牲阳极保护法。 (　　) √　提示：利用原电池原理，将被保护金属与比其更活泼的金属相连的方法，叫作牺牲阳极保护法。 2．铁制自来水管与下列材料做成的水龙头连接，自来水管锈蚀最快的是(　　) A．铁水龙头 B．铜水龙头 C．塑料水龙头 D．陶瓷水龙头 B　解析：Fe、Cu形成原电池，Fe做负极加快其腐蚀。 3．铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法中，不正确的是(　　) A．正极电极反应为2H＋＋2e－===H2↑ B．此过程中还涉及反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 C．此过程中铜并不被腐蚀 D．此过程中电子从Fe移向Cu A　解析：铜、铁形成原电池，Fe发生吸氧腐蚀，Fe做负极，失去电子被氧化，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋；Cu做正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。在此原电池中，电子由Fe移向Cu，原电池反应为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，在溶液中还发生：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3的反应。 4．为了保护舰艇(主要是钢合金材料)，在舰体表面镶嵌金属块(R)。下列有关说法不正确的是(　　) A．这种保护舰体的方法叫作牺牲阳极保护法 B．金属块R可能是镁或锌 C．海水呈弱碱性，舰艇在海水中易发生析氢腐蚀 D．正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C　解析：在舰体表面镶嵌金属块(R)，这种保护方法利用原电池原理，需要金属块R比铁活泼，R做负极，钢铁做正极，这种方法叫作牺牲阳极保护法，A正确；金属块R比铁活泼，可能是镁或锌，B正确；钢铁材料在弱碱性海水中主要发生吸氧腐蚀，在强酸性溶液中才发生