1.4金属的腐蚀与防护 导学案 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第4节　金属的腐蚀与防护 核心微网络 素养新目标 1.了解金属发生电化学腐蚀的本质。 2．知道金属腐蚀的危害。 3．了解防止金属腐蚀的措施。 学业基础——自学·思记·尝试 一、金属电化学腐蚀的原理 1．金属腐蚀的定义和分类 2．化学腐蚀和电化学腐蚀 金属腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 金属与接触到的物质________反应 不纯的金属在潮湿的空气或电解质溶液中发生________反应 现象 金属被腐蚀 ________金属被腐蚀 区别 无电流产生 有________电流产生 实质 与联系 (1)实质：都是金属原子________被氧化而损耗；(2)联系：化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但________更普遍。 3.钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀 分类 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 形成条件 水膜酸性较强 水膜酸性较弱 电极反应 负极 ________ 正极 ________ ________ ________ 总反应 ________ 2Fe＋O2＋2H2O=== 2Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 腐蚀速度 一般较快 一般较慢 相互关系 析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生，金属的腐蚀以吸氧腐蚀为主，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍 状元随笔　(1)铁锈的主要成分是红棕色的、疏松的Fe2O3·nH2O。 (2)铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。 二、金属腐蚀的防护 1．本质：阻止金属发生________反应。 2．方法 (1)改变金属内部结构，如制成合金等。 (2)加防护层，如耐腐蚀的油漆、搪瓷、电镀等。 (3)电化学防护 3．金属的防护措施图示 状元随笔　阴、阳极是从氧化还原反应角度来具体区分的，阳极代表发生氧化反应的电极，阴极代表发生还原反应的电极——因此原电池的负极(氧化反应)也可以称为阳极，反之正极即阴极。 三、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——以铁粉为主的双吸收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。 2．保暖贴 (1)组成：铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石和吸水树脂。 (2)原理 ①铁与氧气的反应为放热反应； ②铁粉、活性炭和离子导体(食盐溶于水)构成原电池，加快了反应的速率。 3．其他应用 (1)微电解技术处理工业废水。 (2)在航空航天、精密仪器和生物医学等领域也具有广阔的应用前景。 状元随笔　(1)铁粉做负极材料，在反应中失去电子，发生氧化反应；活性炭做正极材料；食盐溶于水成为离子导体；蛭石做保温材料；吸水性树脂吸收环境中的水分，提供反应需要的水。 (2)铁粉和氧气通过无数个微小的原电池发生反应且进行得很快，反应放出的热量很快将发热袋加热，保暖袋使用了矿物材料蛭石做保温材料，其放热的时间和温度可以通过透气膜的透氧率进行控制。 (3)保暖贴的内层中，空气中的氧气通过微孔透气膜进入，与铁发生原电池反应；外层不透气的原因是起保温作用，防止通过空气与外界进行热交换。 (4)铁发生原电池反应后的主要成分为炭粉、氯化钠固体、三氧化二铁固体以及含镁和铝的盐，因而变得较硬。 【即学即练】 1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)金属腐蚀没有发生氧化还原反应。 (　　) (2)金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生。 (　　) (3)钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈。 (　　) 2．下列现象与电化学腐蚀无关的是(　　) A．生铁比纯铁易生锈 B．纯银饰品久置表面变暗 C．黄铜(铜锌合金)制品不易产生铜绿 D．与铜管连接的铁管易生锈 3．(双选)下列电极一定被保护的是(　　) A．原电池的负极 B．原电池的正极 C．电解池的阳极 D．电解池的阴极 4．下列说法正确的是 (　　) A．钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀 B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用原电池原理来减缓金属的腐蚀 C．钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的酸性不同，引起的正极反应不同 D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被还原 5．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。请回答下列问题： (1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，写出该腐蚀过程中的电极反应式：负极________，正极________。 (2)为了降低某水库铁闸门的腐蚀速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁