1.3 金属的腐蚀与防护（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二化学选择性必修第一册（苏教版2019）

　 1.金属的腐蚀 (1)金属的腐蚀是指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。 (2)金属腐蚀的实质:金属原子失去电子被氧化的过程,用反应方程式表示为M-ne-  Mn+(M 代表金属原子)。 (3)金属腐蚀的分类和比较(详见定点1) 2.金属的电化学腐蚀 (1)吸氧腐蚀:钢铁表面水膜的酸性很弱或呈中性时,溶解在水膜中的氧气参加电极反应,发生 吸氧腐蚀。 第三单元 金属的腐蚀与防护 必备知识 清单破 知识点 1 金属的电化学腐蚀 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念   负极:2Fe-4e-  2Fe2+; 正极:2H2O+O2+4e-  4OH-; 总反应:2Fe+O2+2H2O  2Fe(OH)2。 Fe(OH)2进一步发生反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O  4Fe(OH)3,Fe(OH)3脱去一部分水生成铁锈 的主要成分Fe2O3·nH2O。 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 (2)析氢腐蚀:金属表面的电解质溶液酸性较强时,易发生析氢腐蚀,腐蚀过程中不断有氢气放出。   负极:Fe-2e-  Fe2+; 正极:2H++2e-  H2↑; 总反应:Fe+2H+  Fe2++H2↑。 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 2.方法 (1)改变金属内部结构:如制成合金等。 (2)加防护层:如在金属表面涂油或油漆、覆盖塑料、镀不活泼金属等。 (3)电化学防护 知识点 2 金属的电化学防护 1.本质:阻止金属发生氧化反应。 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 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,阳极要定期更换 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片 保护土壤、海水及河水中的金属设备 实例 示意图     专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.为使某些铁制品保持亮洁美观,经常在其表面镀上一层锡,当镀锡铁制品的镀层破损时,镀 层能对铁制品起保护作用。这种说法对吗? 2.外加电流的阴极保护法即将需保护的金属与电源的负极相连。这种说法对吗? 3.只有在金属活动顺序中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。这种说法对吗? 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 一语破的 1.不对。镀锡铁的镀层破损,形成原电池时铁是负极更易被腐蚀。 2.对。将需保护的金属与电源的负极相连,金属不易失去电子,不易被氧化。 3.对。在金属活动顺序中位于氢前面的金属可与非氧化性酸反应,发生析氢腐蚀,氢后面的金 属不能与酸反应生成H2,所以不能发生析氢腐蚀,只能发生吸氧腐蚀。 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念   关键能力 定点破 定点 1 金属腐蚀的分类和比较 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 典例 用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4的醋酸溶液中发生腐蚀类型的装置及得到的图 像如下。   分析图像,以下结论错误的是 (　    ) A.两溶液中均有化学能转化为电能 B.在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀 C.溶液pH≤2时,生铁发生析氢腐蚀 D.两溶液中负极电极反应均为Fe-3e-  Fe3+ D 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨：根据锥形瓶中气体压强与时间关系图可知,pH=2时,生铁主要发生析氢腐蚀,pH= 4时,生铁主要发生吸氧腐蚀。 解析：两溶液中都发生电化学腐蚀,有化学能转化为电能,A项正确;醋酸溶液的pH=4时,锥形 瓶中压强随着反应的进行而逐渐减小,说明生铁发生了吸氧腐蚀,所以在酸性溶液中生铁也 可能发生吸氧腐蚀,B项正确;根据醋酸溶液的pH=2时,锥形瓶中压强与时间的关系知,随着反 应的进行压强逐渐增大,说明生铁发生了析氢腐蚀,则溶液pH≤2时,生铁发生析氢腐蚀,C项 正确;两溶液中铁均为负极,电极反应均为Fe-2e-  Fe2+,D项错误。 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 1.影响金属腐蚀快慢的因素 (1)与构成原电池的材料有关,两极材料的活泼性差别越大,氧化还原反应的速率越快,活泼金 属被腐蚀的速率就越快。 (2)与金属所接触的介质有关。 2.金属腐蚀快慢比较 (1)按腐蚀类型: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。 (2)按电解质类型:金属在浓度相等的不同溶液中的腐蚀速率,强电解质溶液>弱电解质溶液> 非电解质溶液。 (3)对同一种电解质溶液来说:一般电解质浓度越大,金属腐蚀得越快。 定点 2 金属的腐蚀速率 (4)根据金属活动性:形成原电池时,一般活动性差别越大,活泼金属腐蚀得越快。 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 典例 下列叙述错误的是 (　    ) A.生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱 B.用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈 C.在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐溶液为电镀液 D.铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀 C 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨：较活泼的金属中含不太活泼的金属或碳,一般较活泼的金属作原电池的负极,易 被腐蚀。 解析：生铁中含有碳,易形成原电池,铁被腐蚀速率加快,故抗腐蚀能力比纯铁弱,A正确;用锡 焊接的铁质器件,形成原电池时,铁作负极,被腐蚀,故焊接处易生锈,B正确;在铁制品上镀铜 时,镀件为阴极,铜盐溶液为电镀液,C错误;铁管上镶嵌锌块,形成原电池时,锌作负极被腐蚀, 铁作正极被保护,故铁管不易被腐蚀,D正确。 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 情境探究 　　最长跨海大桥“港珠澳大桥”全长50多公里,海中桥墩由钢管复合桩组成。在钢管复合 桩表面涂上环氧树脂涂料可以减缓钢管复合桩的腐蚀速率。将钢管复合桩与外加直流电源 的负极相连,可以减缓钢管复合桩的腐蚀速率。在钢管复合桩水下区域装上若干镁铝合金, 可以减缓钢管复合桩的腐蚀速率。 素养 科学探究与创新意识、科学态度与社会责任——金属的腐蚀与防护 学科素养 情境破 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 问题1 金属为什么容易被腐蚀? 提示    金属原子最外层电子数一般较少,易失去电子被氧化,所以金属易被腐蚀。 问题2 以上材料中提到了哪几种防护方法? 提示    ①在金属表面覆盖防护层;②外加电流的阴极保护法;③牺牲阳极的阴极保护法。 问题3 化学腐蚀与电化学腐蚀有什么不同? 提示    化学腐蚀是金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应;不纯的金属或合金与电解质 溶液接触,发生原电池反应,一般比较活泼的金属失去电子被氧化,这是电化学腐蚀。 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 讲解分析 1.金属防护的原理 从金属的组成、结构,金属腐蚀的化学反应原理和金属腐蚀的类型来考虑金属防护的方法。 2.金属的防护方法 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 典例呈现 例1 用如图1所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究,测定具支锥形瓶中压强随时间 变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线分别如图2、图3(忽略温度变化)。 下列说法不正确的是 (　    ) A.压强增大主要是因为产生了H2 B.整个过程中,负极电极反应式为Fe-2e-  Fe2+ C.pH=4.0时,不发生析氢腐蚀,只发生吸氧腐蚀 D.pH=2.0时,正极反应式为2H++2e-  H2↑和O2+4e-+4H+  2H2O C 图3 图2 图1 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 素养解读：本题为探究实验,通过化学仪器测得压强变化和溶解氧变化,探究金属腐蚀类型, 培养科学探究与创新意识、科学态度与社会责任的核心素养。 信息提取： Fe在酸性较强环境下主要发生析氢腐蚀,产生氢气;若介质的酸性很弱或呈中性, 并且有氧气参与,Fe主要发生吸氧腐蚀,吸收氧气。可根据图示中气体压强变化和氧气浓度 变化,判断金属腐蚀的类型。 解题思路： pH=2.0的溶液,酸性较强,因此锥形瓶中的Fe粉发生析氢腐蚀,产生氢气,导致锥形 瓶内压强增大,A项正确;锥形瓶中的Fe粉和C粉以及酸溶液构成了原电池,Fe粉作为原电池的 负极,B项正确;若pH=4.0时只发生吸氧腐蚀,那么锥形瓶内的压强会有下降,而图2中pH=4.0 时,锥形瓶内的压强几乎不变,说明除发生了吸氧腐蚀,还发生了析氢腐蚀,消耗氧气的同时也 产生了氢气,因此锥形瓶内压强几乎不变,C项错误;由图3可知,pH=2.0时,锥形瓶内的溶解氧 减少,说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生,同时锥形瓶内的气压增大,说明有产生氢气的析氢腐 蚀发生,因此正极反应式为2H++2e-  H2↑和O2+4e-+4H+  2H2O,D项正确。 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 例2 将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中,下 列有关说法正确的是 (　    )   A.阴极的电极反应式为Fe-2e-  Fe2+ B.金属M的活动性比Fe的活动性弱 C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 C 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 解题思路：A项,题图中金属的防护方法是牺牲阳极的阴极保护法,金属M失去电子被氧化, 钢铁设施被保护,错误;B项,金属M和钢铁设施构成原电池,金属M作负极,故金属M的活动性 比铁的活动性强,错误;C项,电子流向钢铁设施,钢铁设施表面积累大量电子而被保护,正确; D项,海水中含有大量电解质,故钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢,错误。 解题关键：题图中装置是利用原电池原理进行金属防护,要从氧化还原反应的本质出发,深 刻理解原电池的构成条件:(1)一般,两个活泼性不同的电极,较活泼金属失电子,作负极(阳 极);(2)电解质溶液,作用是依靠离子的定向移动形成闭合回路。 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 思维升华 　　金属的电化学腐蚀包括析氢腐蚀和吸氧腐蚀,两种腐蚀往往同时发生,究竟有没有同时 发生,可通过实验进行探究,如根据压强变化,实验数据若显示压强增大(温度不变),则发生了 析氢腐蚀,若压强减小则发生了吸氧腐蚀,若基本不变则两种腐蚀可能均发生,同时还可结合 溶液中溶解氧变化进行分析。 专题1　化学反应与能量变化 第1讲　描述运动的基本概念 $$