1.4金属的腐蚀与防护 课件 2024-2025学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第一章 第4节 金属的腐蚀与防护 选择性必修1 化学反应原理 金属的腐蚀与防护 1.能够从概念、本质上认识金属腐蚀及分类，以钢铁腐蚀为例，认识金属腐蚀的危害。 2.掌握金属的析氢和吸氧，能正确书写和判断不同电化学腐蚀的电极反应。 3.了解金属腐蚀的措施，了解电化学防护措施的异同。 观察与思考： 1、铁是否被腐蚀？ 2、哪种腐蚀速度更快？ 3、两种腐蚀的差别还有哪些？ 一、金属的腐蚀 3.金属腐蚀的分类： 1.定义： 2.实质： 类别 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与干燥空气或非电解质液体直接接触 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(原电池) 本质 金属失电子被氧化 形成原电池,较活泼 金属失电子被氧化 联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍，危害更严重 金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏，称为金属腐蚀。 金属原子失电子被氧化。M-ne-=Mn+ 【思考】请判断下列装置中Fe是否被腐蚀？ 如果被腐蚀，是化学腐蚀还是电化学腐蚀？ 无离子水 A Fe C H2SO4溶液 A Fe C NaCI溶液 A Fe C 化学腐蚀 电化学腐蚀 电化学腐蚀 ① ② ③ H2SO4溶液 A Fe C 请写出电极反应式 负极：Fe - 2e-=Fe2+ 正极：2H++2e-=H2↑ 析氢腐蚀 NaCl溶液 A Fe C 正极：O2+2H2O+4e-=4OH- 负极：2Fe - 4e-=2Fe2+ 吸氧腐蚀 溶液中的反应： Fe2++ 2OH- =Fe(OH)2 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4Fe(OH)3 ② ③ 总： Fe+2H+=Fe2++H2↑ 总： 2Fe+O2+2H2O= 2Fe(OH)2 （1）原电池是自发进行的氧化还原反应，判断时可断开导线看反应是否能发生，如不能，则要考虑吸氧腐蚀。 （2）电极反应式要考虑溶液的环境，判断溶液中离子是否参与（即离子是否共存）。 （3）注意O2得电子变为O2-，酸性环境与H+结合生成H2O，中性或碱性环境与H2O结合生成OH-。 归纳概括： 书写电极反应式注意的问题 钢铁的析氢腐蚀示意图 钢铁的吸氧腐蚀示意图 H2O 类别 （1）吸氧腐蚀 （2）析氢腐蚀 条件 正极 负极 溶液反应 4、电化学腐蚀——析氢腐蚀与吸氧腐蚀 2H++2e-=H2↑ O2+2H2O+4e-=4OH- Fe - 2e- = Fe2+ 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或中性PH>4.3 Fe2++2OH- =Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O 铜器上的铁铆钉为什么特别容易生锈？ 【思考】 针对性练习： １.把铁钉和石墨棒用导线连接起来浸入溶液中,可能出现的现象是( ) A.石墨棒上放出氯气 B. 石墨棒上放出氧气 C .铁钉上放出氢气 D.铁钉锈蚀 ２.下列叙述错误的是(　　　　)　 A．银质容器日久表面会逐渐变黑，这是发生了化学腐蚀。 B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈 C．钢柱在水下比在空气与水的交界处更易生锈 D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀 E．生铁制作的铁锅不易生锈 D CE ①改变金属内部结构，如制成合金 1、金属防护的几种重要方法 ②在金属表面覆盖保护层 ③电化学保护法。 即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。 讨论：结合日常生活常识和你所了解的知识，通过哪些方法可防止金属被腐蚀？ 二：金属的防护 原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 交流研讨：P63 判断正误： ①镀锌的铁制品，镀层破损后铁制品将彻底失去保护。（ ） ②镀锡的铁制品，镀层破损后铁制品将彻底失去保护。（ ） × √ ２、金属的电化学防护 (1)牺牲阳极保护法： ——即做原电池的正极 + - 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 (2)阴极电保护法（也叫外加电流阴极保护法）： ——即做电解池的阴极 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 【2017新课标1卷】支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是 A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 C (3)电化学钝化： ——即被保护金属做电解池的阳极，维持电压发生钝化，生成一层致密的膜。 【2017新课标2卷】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为混合溶液。下列叙述错误的是 A．待加工铝质工件为阳极 B．可选用不锈钢网作为阴极 C．阴极的电极反应式为： D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 C 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 下列各情况中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是: (5) (2) (1) (3) (4) 金属腐蚀的快慢顺序 电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极 三．电化学腐蚀原理的应用 1、铁腐蚀： （1）快速测定空气中氧气含量。 （2）食品包装袋的双吸剂。 （3）一次性保暖帐号。 A 食品包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是(　　) A.含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况) B.脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为: Fe-3e-=Fe3+ C.脱氧过程中碳作原电池负极，电极反应为:　2H2O+O2+ 4e-=4OH- D.脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长食品保质期 A 食品包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是(　　) A.含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况) B.脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为: Fe-3e-=Fe3+ C.脱氧过程中碳作原电池负极，电极反应为:　2H2O+O2+ 4e-=4OH- D.脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长食品保质期 ２.微电解技术处理工业废水： 提供具有较强还原性的Fe2+ 负极 Fe - 2e- = Fe2+ 正极 2H++2e-=H2↑（酸性条件） O2+2H2O+4e-=4OH- （碱性或中性条件） 3.模拟铁的电化学防护的实验装置如右图所示，下列说法不正确的是（ ） A、若X为碳棒，开关K置于A处 可减缓铁的腐蚀 B、若X为锌棒，开关K置于A或B处 均可减缓铁的腐蚀 C、若X为锌棒，开关K置于B处时， 铁电极上发生的反应为2H+ + 2e－＝H2 D、若X为碳棒，开关K置于A处时， 铁电极上发生的反应为2H+ + 2e－＝H2 C $$