第4章 第3节 金属的腐蚀与防护(课件PPT)-【金榜题名】2026-2027学年高二化学选择性必修1高中同步学案（人教版）

该高中化学课件聚焦金属的腐蚀与防护，系统梳理腐蚀本质、化学与电化学腐蚀类型及防护方法，通过铁钉腐蚀等实验导入，衔接原电池原理，构建“原理阐释-实验验证-应用拓展”的学习支架。 其亮点在于以实验探究为核心，结合对比分析（析氢与吸氧腐蚀）培养科学思维，通过防护方法实践渗透科学态度与责任，如具支试管实验让学生直观理解电化学腐蚀，助力学生提升探究能力，也为教师提供分层教学资源。

第四章　化学反应与电能 第三节　金属的腐蚀与防护 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 目录 contents Part 01 知识整合 新知探究 Part 02 等级达标 过关测试 Part 03 课时作业 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 知识整合 新知探究 返回导航 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 失 氧化 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 电解质 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋4e－＋2H2O===4OH－ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 液面上升 原电池 吸氧 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 快 原电池 电化学 快 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 金属 条件 组成 保护层 牺牲阳极法 外加电流法 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 正 阴 活泼 直流电源 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 流入 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 偏转 气泡 无 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 铁钉 无 铜丝 有 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 2Zn－4e－===2Zn2＋ 2Fe－4e－===2Fe2＋ 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 等级达标 过关测试 返回导航 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 课时作业（二十四） 点击进入 word 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 谢谢观看 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 学习目标 课程标准 1．了解金属腐蚀带来的危害，认识防止金属腐蚀的重要意义。 2．了解化学腐蚀和电化学腐蚀的含义，认识钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件及原理，会书写电极反应式和总反应式。 3．知道常见的防止金属腐蚀的方法，并能解释其原理。 1．了解金属腐蚀带来的危害，认识防止金属腐蚀的重要意义。 2．了解化学腐蚀和电化学腐蚀的含义，认识钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件及原理，会书写电极反应式和总反应式。 3．知道常见的防止金属腐蚀的方法，并能解释其原理。 知识点一　金属的腐蚀 1．金属的腐蚀 概念 金属腐蚀是金属或合金与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象 特征 金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面就会发生变化 本质 金属腐蚀的本质是金属______电子变成阳离子，发生________反应 分类 化学 腐蚀 金属与接触到的干燥气体(如O2、CO2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀 电化学 腐蚀 不纯的金属与__________溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化 2．钢铁的电化学腐蚀 　　类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 示意图 条件 水膜呈酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 负极 _______________________ 正极 ______________________ _______________________ 总反应 _____________________ ___________________________ 后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下：___________________________________, 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 3．实验探究：电化学腐蚀 (1) 实验操作 实验现象 实验解释 导管中____________ 装置中铁、碳和饱和食盐水构成__________，铁钉发生________腐蚀 (2) 实验操作 实验现象 实验解释 ①试管中产生气泡的速率______ Zn与CuSO4反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成__________，发生__________腐蚀，产生气泡的速率更______ (3)结论： ①电化学腐蚀中吸氧腐蚀更为普遍。 ②电化学腐蚀速率比化学腐蚀大得多。 【实验探究】 [实验1]　将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入如图所示的具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱和铁钉的变化。 [实验2]　取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向其中一支试管中滴加1～2滴硫酸铜溶液，观察现象。 【问题思考】 1．实验1导管中水柱和铁钉有什么变化？产生这种现象的原因是什么？ 提示　导管中的水面上升，铁钉表面生锈；产生这种现象的原因是钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀。电极反应，负极：2Fe－4e－=== 2Fe2＋，正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，由于盛铁钉的具支试管中不断消耗O2而使具支试管中压强减小，从而引起水的倒吸。 2．实验1中若食盐水改为NH4Cl溶液，导管中的水柱有什么变化？写出电极反应式。 提示　水柱液面下降或冒气泡。负极Fe－2e－===Fe2＋。 正极：2H＋＋2e－===H2↑ 3．实验2中反应过程中的现象有什么？为什么？ 提示　开始时，两试管中均有气泡冒出且速率相同，一支试管中加入CuSO4溶液后，该试管冒气泡的速率加快了。因为加入CuSO4后，Zn将Cu置换出来覆盖在Zn表面，形成了Zn－Cu原电池，反应加快了。 1．金属腐蚀的深化理解 (1)无论是化学腐蚀还是电化学腐蚀，其本质均为金属失电子被氧化即M－ne－===Mn＋。 (2)无论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，作为负极的铁都被氧化成Fe2＋而不是Fe3＋。金属腐蚀主要是电化学腐蚀。 (3)由于通常情况下，金属表面不会遇到酸性较强的溶液，所以金属腐蚀的主要形式是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，而且析氢腐蚀最终也会被吸氧腐蚀代替。 (4)金属活动性顺序中位于氢前和氢后的金属都能发生吸氧腐蚀，但只有在氢前的金属才会发生析氢腐蚀。 (5)在电化学腐蚀时，活泼金属作负极被腐蚀，不活泼金属作正极被保护，不被腐蚀。 2．不同条件下金属腐蚀快慢的判断 条件 快慢顺序 腐蚀类型不同 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(原电池原理的防护＞电解原理的防护) 同种金属 强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液 活泼性不同的两金属 活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快 同种电解质溶液 电解质溶液浓度越大，腐蚀越快 1．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是(　　) A．银质奖牌久置后表面变暗是因为发生了电化腐蚀 B．因为二氧化碳普遍存在， 所以钢铁的电化腐蚀以析氢腐蚀为主 C．无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀， 总是金属被氧化 D．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：4OH－－4e—→2H2O＋O2 【解析】　A．银质奖牌久置变暗是由于与空气中的硫化氢气体反应生成了黑色的硫化银，不是电化腐蚀，A错误； B．钢铁在潮湿空气中的腐蚀以吸氧腐蚀为主，B错误； C．金属腐蚀的实质是金属失电子，故总是金属被氧化，C正确； D．钢铁吸氧腐蚀正极反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，D错误； 故选C。 【答案】　C 2．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是(　　) A．生铁块中的碳是原电池的正极 B．红墨水水柱两边的液面变为左低右高 C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－===Fe2＋ D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀 【解析】　Fe与碳及电解质溶液构成原电池，Fe作负极：Fe－2e－===Fe2＋，碳作正极；a试管中为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b试管中溶液酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，红墨水水柱两边的液面变为左高右低。 【答案】　B 3．如图所示各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀，腐蚀的速率由快到慢的顺序为(　　) A．⑤②①③④ B．③②⑤④① C．⑤④③②① D．⑤②①④③ 【解析】　①中只有一种金属，所以不能构成原电池，正常被腐蚀；②符合原电池构成条件而构成原电池，铁易失电子而作负极，加速被腐蚀；③符合原电池构成条件而构成原电池，锌易失电子而作负极，铁作正极，所以铁被保护；④该装置是电解池，铁与电源负极相连而作阴极，被保护；⑤该装置是电解池，铁与电源正极相连而作阳极，加速被腐蚀，且腐蚀速率大于铁作负极；则铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是⑤②①③④。 【答案】　A 知识点二　金属的防护 一、常见的金属防护的方法 金属的防护主要从________、与金属接触的物质及两者反应的________等方面来考虑。常见的防护方法有：改变金属材料的________、在金属表面覆盖__________、电化学保护法(包括______________和______________)等。 二、电化学保护法 1．牺牲阳极法与外加电流法比较 方法 牺牲阳极法 外加电流法 原理 原电池原理 电解原理 被保护金属 作______极 作______极 构成 被保护金属、比被保护金属________的金属等 被保护金属、惰性电极及____________等 优、缺点 无须外加电源，但需要定期更换被腐蚀的金属 无须更换电极，但消耗电能 示意图 联系 被保护的金属都因电子的________而免遭腐蚀 2．实验验证 (1) 实验装置 实验现象 电压表指针发生________，铁电极上有________产生，但铁电极附近______蓝色沉淀 电极反应 负极：____________________； 正极：____________________ 实验结论 Zn、Fe和经过酸化的NaCl溶液构成原电池，该装置中铁未被腐蚀 (2) 实验 装置 实验 现象 ________附近溶液变红但______蓝色沉淀 ________附近溶液变红铁钉附近______蓝色沉淀 电极 反应 负极：____________________ 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 负极：____________________ 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 实验 结论 两个装置均形成原电池装置，装置a中铁钉被保护，未腐蚀，装置b中铁钉被腐蚀 1．为了保护舰艇(主要是铁合金材料)，根据原电池原理可在舰体表面镶嵌金属块R。下列有关说法错误的是(　　) A．金属块R可能是锌 B．舰艇在海水中易发生吸氧腐蚀 C．这种保护舰体的方法叫做牺牲阳极的阴极保护法 D．舰体腐蚀时正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O 【解析】　根据原电池原理，腐蚀的一极是负极，被保护的一极是正极。A．根据原电池原理，镶嵌的金属块比铁活泼，故可能是锌，A正确；B．由于海水显碱性，故舰艇易发生吸氧腐蚀，B正确。C．镶嵌金属块失电子，作阳极，舰艇作阴极被保护，该方法叫牺牲阳极的阴极保护法，C正确；D．舰体吸氧腐蚀时正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故D不正确；故选答案D。 【答案】　D 2．下列金属防腐的措施中，使用外加电流法的是(　　) A．水中的钢闸门连接电源的负极 B．金属护栏表面涂漆 C．汽车底盘喷涂高分子膜 D．地下钢管连接镁块 【答案】　A 1．金属的防护措施 2．电化学防护法 (1)牺牲阳极法。 ①原理：应用原电池原理。 ②要求：被保护金属作正极，另一活泼性较强的金属作负极。 (2)外加电流法。 1．下列有关金属铁的腐蚀与防护，说法不正确的是(　　) A．酸雨后易发生析氢腐蚀、炒锅存留盐液时易发生吸氧腐蚀 B．当镀锡铁镀层破损时，铁不易被腐蚀 C．铁与电源负极连接可实现电化学保护 D．将钢管与锌管一起堆放时可保护钢管少受腐蚀 【解析】　A．酸雨后电解质环境是酸性较强的，易发生析氢腐蚀，炒锅存留盐液时的电解质为中性，金属易发生吸氧腐蚀，故A正确；B．镀锡铁金属铁为负极，铁比锡活泼，所以铁易被腐蚀，故B错误；C．与电源负极连接的金属做阴极，被保护，称外加电流的阴极保护法，故C正确；D．钢管与锌管一起堆放，形成原电池中，金属锌为负极，所以可保护钢管少受腐蚀，故D正确。答案选B。 【答案】　B 2．研究金属桥墩腐蚀及防护是跨海建桥的重要课题。下列判断中正确的是(　　) A．用装置①模拟研究时未见a上有气泡产生，说明铁棒没有被腐蚀 B．②中桥墩与外加电源正极连接能确保桥墩不被腐蚀 C．③中采用了牺牲阳极法保护桥墩 D．①②③中海水均是实现化学能与电能相互转化的电解质 【解析】　①是吸氧腐蚀，a极是氧气得电子生成OH－，而铁是负极，发生氧化反应生成亚铁离子，铁被腐蚀，故A错误；金属作电解池的阴极被保护，而钢铁桥墩与电源正极相连，作阳极，发生氧化反应，被腐蚀，故B错误；锌比铁活泼，所以锌失电子，③中采用了牺牲阳极法保护桥墩，故C正确；海水是混合物，不是化合物，既不是电解质，也不是非电解质，故D错误。 【答案】　C 1．下列叙述正确的是(　　) A．用惰性电极电解氯化铜溶液时，阳极的电极反应式为 2Cl－－2e－===Cl2↑ B．在碱性介质中氢氧燃料电池负极的电极反应式为 2H2O＋O2＋4e－===4OH－ C．氯碱工业中，与电源正极相连的是惰性电极，电极反应式为 2H＋＋2e－===H2↑ D．外加电流的阴极保护法中，被保护的金属与电源正极相连 【解析】　A．用惰性电极电解氯化铜溶液时，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，故A正确；B．在碱性介质中氢氧燃料电池工作时，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故B错误；C．氯碱工业中，与电源正极相连的惰性电极是电解池的阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，故C错误；D．外加电流的阴极保护法中，被保护的金属与电源负极相连做电解池的阴极，故D错误；故选A。 【答案】　A 2. 如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)，下列叙述正确的是(　　) A．a中铁钉附近呈现红色 B．b中铁钉上发生还原反应 C．a中铜丝上发生氧化反应 D．b中铝条附近有气泡产生 【解析】　a、b均能形成原电池，其中a中Fe作负极，发生氧化反应：Fe－2e－===Fe2＋，Cu作正极，发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，铜丝附近呈现红色；b中Al作负极，发生氧化反应：Al－ 3e－===Al3＋，而Fe作正极，发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 【答案】　B 3．如下图所示装置中都盛有0.1 mol·L－1的NaCl溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同锌片，腐蚀速率由快到慢的正确顺序是(　　) A．③①④② 　　　　 B．①②④③ C．①②③④ D．②①④③ 【解析】　由电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有电解池防护措施的腐蚀可知，腐蚀速率由快到慢的顺序是②①④③。 【答案】　D 4．下列金属腐蚀防护法中为外加直流电源阴极保护法的是(　　) A．航海船只的船底四周镶嵌锌块 B．铁管道与直流电源的负极相连 C．在铁质仪器的表面镀锡 D．在铁器表面涂一层油漆 【解析】　A．航海船只的船底四周镶嵌锌块，Fe作原电池的正极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，A项错误；B．铁管道连在直流电源负极，Fe作阴极，属于外加直流电源阴极保护法，B项正确；C．铁器表层镀锡，可以防止Fe与空气接触，没有外加电源，C项错误；D．铁器表面涂上一层漆，可以防止Fe与空气接触，没有外加电源，D项错误；答案选B。 【答案】　B 5．如图所示，a为生铁，A、B两个烧杯中为海水，C烧杯中为 1 mol·L－1的稀硫酸。 (1)C中Cu极的电极反应式为____________________________。 (2)B中Zn极的电极反应式为____________________________。 Fe极附近溶液的pH__________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)A、B、C中铁被腐蚀的速率最快的是________。 【解析】　(1)装置C中，Cu、Fe、稀H2SO4构成原电池，其中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，Cu作正极，电极反应式为 2H＋＋2e－===H2↑。 (2)装置B中，Zn、Fe、海水构成原电池，其中负极(Zn)反应式为Zn－2e－===Zn2＋，正极(Fe)反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故Fe极附近c(OH－)增大，pH增大。 (3)C中铁作原电池的负极，腐蚀速率加快；B中铁作原电池的正极，被保护；经比较，铁被腐蚀的快慢顺序为C>A>B。 【答案】　(1)2H＋＋2e－===H2↑ (2)Zn－2e－===Zn2＋　增大　 (3)C $$