内容正文:
化学反应原理
第三节 金属的腐蚀与防护
第1课时 金属的腐蚀
第四章 化学反应与电能
1、认识金属腐蚀的严重性及危害;
2、能用电化学原理解释金属腐蚀的现象,进一步增强社会责任感;
3、通过钢铁腐蚀的实验,了解金属腐蚀的本质;
4、能书写钢铁腐蚀的电极反应及总反应。
学习目标
XUE XI MU BIAO
金属的电化学腐蚀及电化学防护原理。
金属发生吸氧腐蚀的原理。
知识导航
ZHI SHI DAO HANG
本节重点
1
本节难点
2
金属材料在我们的日常生活中具有举足轻重的作用。如果保护不当,他们会变成什么模样呢?
生
锈
环节1、课前引入
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金属生锈会对人类带来巨大的损失,你知道金属腐蚀有哪些危害吗?你知道金属生锈的原因吗?我们该采取什么措施防止金属生锈呢?
①机器设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低,直至报废。
②飞机的某一零部件破损而造成坠毁;
③桥梁、建筑物的金属构架强度降低而造成塌陷;
④地下金属管道破裂而发生泄漏;
⑤轮船的船体损坏等。
金属腐蚀的危害
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环节2、知识精讲
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铁生锈现象
铁锈主要成分:Fe2O3 • xH2O
0
Fe
+3
Fe2O3•xH2O
金属原子失去电子,被氧化。 M - ne- = Mn+
金属腐蚀的实质是什么?
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环节2、知识精讲
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铜绿主要成分:Cu2(OH)2 CO3
铜生锈现象
0
Cu
+2
Cu2(OH)2 CO3
金属原子失去电子,被氧化。 M - ne- = Mn+
金属腐蚀的实质是什么?
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环节2、知识精讲
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1、什么是金属腐蚀?
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、金属腐蚀的种类是有哪些?
由于与金属接触的气体或液体物质不同,发生腐蚀的情况也不同,一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
思考与讨论
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环节2、知识精讲
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1、化学腐蚀:金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2)直接反应而引起的腐蚀。
家用燃气灶的中心部位
很容易生锈
食品罐头放在南极80多年
却很少生锈
温度对化学腐蚀的影响较为明显。
一、金属腐蚀
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环节2、知识精讲
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2、电化学腐蚀:当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还原反应而被腐蚀。
一、金属腐蚀
在潮湿的空气中,钢铁表面吸附了一薄层水膜。水膜中溶有O2、CO2、SO2等气体,这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁中的铁和少量的单质碳构成无数微小的原电池。
①钢铁的成分:
铁碳合金
②钢铁所处的环境:
潮湿的空气
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环节2、知识精讲
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A
铁棒
石墨棒
Na+
Cl-
NaCl溶液
1、该装置能否将化学能转化为电能?请说明理由。
2、设计方案检验正极和负极反应的产物,书写电极反应。
①取铁电极周围的溶液于试管中,加入K3[Fe(CN)6]溶液,发现产生特征蓝色沉淀,证明负极有Fe2+生成。
②取石墨电极周围的溶液于试管中,加入酚酞溶液后变红。
负极(Fe): Fe−2e−=Fe2+
正极(C): O2 +4e−+2H2O=4OH−
资料:Fe2+可以与K3[Fe(CN)6]溶液产生特征蓝色沉淀。
思考与讨论
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环节2、知识精讲
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O2 +4e−+2H2O=4OH−
2Fe+O2 +2H2O=2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 +O2 +2H2O=4Fe(OH)3
Fe2O3·xH2O
2Fe−4e−=2Fe2+
二、钢铁的腐蚀
1、吸氧腐蚀
水膜酸性很弱或呈中性
在钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性,但溶有一定量的氧气,此时会发生吸氧腐蚀。
负极(Fe):
正极( C ):
总反应:
后续反应:
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环节2、知识精讲
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2、设计实验,说明溶液酸碱性的变化是否会影响正极反应。
A
铁棒
铜棒
H+
SO42-
H2SO4溶液
H+
铁棒
H+
SO42-
H