内容正文:
第4节
金属的腐蚀与防护
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知识必备 素养奠基
核心探究 素养形成
随堂实践 素养发展
课时作业 规范训练
新课标要求 素养对接
1.了解金属腐蚀及其危害。
2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。
3.了解金属防护的方法,特别是电化学防护的方法。 1.宏观辨识与微观辨析:能从宏观与微观结合的视角对金属防护进行分类和表征,能分析金属防护与金属腐蚀之间的关系。
2.证据推理与模型认知:能利用电化学模型分析和解决金属的防腐问题。
3.科学态度与社会责任:能依据“绿色化学”思想和科学理论对金属的腐蚀过程进行分析,权衡利弊,作出合理决策。
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一、金属的腐蚀
1.定义:金属表面与周围的物质发生__________________而遭到破坏的现象。
2.实质:金属______电子发生______反应。
3.分类:
(1)______腐蚀:指金属与接触到的物质直接发生化学反应,腐蚀过程中无电流产生。
(2)_________腐蚀:涉及电化学原理,腐蚀过程中有微电流产生。
知识必备 素养奠基
氧化还原反应
失去
氧化
化学
电化学
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二、金属电化学腐蚀的原理
1.定义:当两种金属相接触且又同时暴露在____________里或与_______________接触时,由于形成_________而发生腐蚀,这种腐蚀就是电化学腐蚀。
2.实质:被腐蚀的金属作原电池的___极而失电子被氧化。
3.分类:
(1)吸氧腐蚀:在水膜酸性___________________________时,正极上O2被还原。
(2)析氢腐蚀:在水膜酸性______时,正极上H+被还原。
潮湿空气
电解质溶液
原电池
负
很弱或呈中性或碱性
较强
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三、金属腐蚀的防护
1.加_________,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。
2.____________保护法。
3._________保护法(又叫__________________保护法)。
4.电钝化法。
保护层
牺牲阳极
阴极电
外加电流阴极
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四、电化学腐蚀原理的应用
1.铁腐蚀的应用
(1)消耗空气中的氧气——快速测定空气中氧气的含量。
(2)消耗氧气和水——以铁粉为主的双吸剂用以延长食物的保质期。
(3)腐蚀过程放热——制成一次性保暖贴。
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2.微电解技术处理工业废水
负极:___________________
正极:_________________(酸性条件)
________________________(碱性或中性条件)
Fe-2e-===Fe2+
2H++2e-===H2↑
O2+2H2O+4e-===4OH-
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核心探究 素养形成
探究任务一 金属的腐蚀
[问题探究] 据估计,每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料,约占全年钢产量的四分之一。那么,金属的腐蚀都有哪些类型?金属的化学腐蚀和电化学腐蚀有何区别?
我的思考______________________________________________________
提示:金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀;区别是化学腐蚀过程中没有电流产生。
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随堂实践 素养发展
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1.金属腐蚀的本质:金属原子失去电子变为金属阳离子,金属发生氧化反应。
2.金属腐蚀的类型
(1)化学腐蚀与电化学腐蚀
重点释疑
类型 化学腐蚀 电化学腐蚀
条件 金属跟非金属单质直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触
现象 无电流产生 有微弱电流产生
本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化
联系 两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍
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(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性或呈碱性
电极 负极 Fe-2e-===Fe2+
反应 正极 2H++2e-===H2↑ O2+2H2O+4e-===4OH-
总反应式 Fe+2H+