专题1 第三单元 金属的腐蚀与防护(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学选择性必修1（苏教版2019）

第三单元|金属的腐蚀与防护 一、金属的电化学腐蚀 金属腐蚀的概念 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 [微辨析] 化学腐蚀和电化学腐蚀的区别 化学腐蚀无电流产生，电化学腐蚀有微弱的电流产生。 [微点拨] ①化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大。 ②析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。 ③电化学腐蚀中，只有在金属活动性顺序中位于氢之前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀。 金属腐蚀的本质 金属原子失去电子而被氧化的过程 金属腐蚀 的类型 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 概念 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 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 后续 反应 析氢腐蚀中，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 Fe(OH)2进一步被氧气氧化生成Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水生成Fe2O3·xH2O(铁锈的主要成分) 二、金属的电化学防护 金属防护的原理 金属防护就是防止金属的腐蚀，要解决的主要问题是使金属不被氧化 [微辨析] 金属防护的方法 改变金属材料的组成 如把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力 在金属表面覆盖保护层 原理 在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品与周围物质(外界空气、水、电解质溶液等)隔离，这是一种普遍采用的防护方法 方法 非金属保护层 如喷油漆、涂油等 金属保护层 如在钢铁表面镀一层锌、锡、铬、镍等 电化学防护法 类型 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 依据 原电池原理 电解原理 原理 形成原电池时，被保护的金属作正极(阴极)，不反应受到保护；活泼金属作负极(阳极)，发生反应受到腐蚀。负极(阳极)要定期予以更换 将被保护的金属与另一附加电极作为电解池的两个电极，使被保护的金属作阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护 应用 保护一些钢铁设备，如锅炉内壁、船体外壳等装上镁合金或锌块 保护土壤、海水及水中的金属设备 实例示意图 　　　　　　　　　　　　　　　　 [新知探究(一)] 影响金属腐蚀的因素 [探究活动] 甲、乙两位同学对铁生锈进行研究。 1．甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。 (1)通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是什么？ 提示：有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)。 (2)由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于哪种类型？正极电极反应式是什么？ 提示：吸氧腐蚀；O2＋4e－＋2H2O===4OH－。 (3)实验B所用的水要如何处理？植物油的作用是什么？ 提示：煮沸(或“除去氧气”) ；隔绝空气(或“防止氧气与铁接触”)。 (4)实验C中碱石灰的作用是什么？ 提示：吸收水蒸气(或“干燥”“保持试管内干燥环境”)。 2．乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是什么？该实验能否说明水对铁钉生锈产生影响？ 提示：铁的腐蚀要吸收氧气(或“氧气参与反应”“消耗了氧气”)，使气体体积减少，因此不能说明水对铁钉生锈产生影响。 [生成认知] 1．影响金属腐蚀快慢的因素 本性 金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀 纯度 同一金属越纯，越难腐蚀。如纯铁即使在潮湿空气中反应也会很慢，而含杂质的生铁在潮湿的空气中会很快生锈而被腐蚀 介质 介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀 2．不同条件下金属腐蚀快慢的判断 条件 快慢顺序 腐蚀类型不同 电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀(原电池原理的防护＞电解原理的防护) 同种金属 强