第三单元 金属的腐蚀与防护（教学课件） 化学苏教版2019选择性必修1

专题1 化学反应 与能量变化 第三单元 金属的腐蚀与防护 苏教版2019选择性必修1 金属的防护性质 2 金属的腐蚀 1 知识导航 知识导航 明·学习目标 1.了解金属腐蚀的本质和种类，能从电化学角度理解金属腐蚀现象，能分析和评估金属腐蚀给国民经济发展带来的不利影响； 2.能结合实例提出金属防护的常用方法；能利用金属腐蚀原理思考生产和生活中的有关问题，设计解决问题的合理方案。 引·新课导入 金属的腐蚀现象随处可见—— 你知道金属的腐蚀有哪些危害吗？ 01 金属的腐蚀 1. 金属的腐蚀 探·知识奥秘 一、金属的腐蚀 （1）概念：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。 以上装置中铁均被硫酸腐蚀了，腐蚀的原理有何不同？ 探·知识奥秘 一、金属的腐蚀 1. 金属的腐蚀 （2）分类： 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 现象 本质 反应类型 腐蚀速度 关系 金属与氧化性物质（O2、Cl2等）直接接触 不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化 无电流 有微弱电流产生 金属被氧化 较活泼金属被氧化 氧化还原反应 原电池反应（氧化还原反应） 化学腐蚀<电化学腐蚀 同时发生，但电化学腐蚀更普遍，速率更快，危害更大 2.金属的电化学腐蚀 探·知识奥秘 一、金属的腐蚀 (1)实验探究——钢铁的电化学腐蚀原理 向铁粉中加入少量炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的两支具支试管（分别标记为 a、 b）中，按图组装好仪器。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。 思考下列问题： ① 向铁粉中加入炭粉的作用是什么？ ② 两个实验的现象有何差异？产生差异 的可能原因是什么？ ①向铁粉中加入炭粉的目的是形成原电池，炭做正极； ②实验现象：铁粉变成红棕色，a装置右边的小试管中液面上升；b装置中右边小试管中液面下降。 探·知识奥秘 一、金属的腐蚀 2.金属的电化学腐蚀 (2)分类： 类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图示     条件 电极反应 负极： 正极： 总反应 水膜酸性较强 水膜酸性较弱或中性 Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋4e－＋2H2O===4OH－ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 探·知识奥秘 一、金属的腐蚀 2.金属的电化学腐蚀 (2)分类： 类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图示     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，但吸氧腐蚀更普遍 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 注意：1、只有位于金属活动性顺序中氢前的金属才可能发生析氢腐蚀， 氢后的金属不能发生；2、氢前和氢后的金属都可发生吸氧腐蚀。 1．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醋酸溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是(　 　)　 析·典型范例 B 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 选项 A B C D a电极 阳极 阴极 阳极 阴极 d电极 正极 正极 负极 负极 Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子 2．下列对生铁片锈蚀对比实验的分析正确的是(　　) 析·典型范例 C 序号 ① ② ③ 实验       现象 8小时未观察到明显锈蚀 8小时未观察到明显锈蚀 1小时观察到明显锈蚀 A．对比实验①②③，说明苯能隔绝O2 B．实验①中，生铁片未见明显锈蚀的主要原因是缺少O2 C．实验②中，NaCl溶液中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀 D．实验③中，属于铁的吸氧腐蚀，负极反应：O2＋4e－＋2H2O=4OH－ 02 金属的防护 探·知识奥秘 二、金属的防护 1.防护措施及原理 【思考与讨论】日常生产和生活中，人们采取了多种防止金属腐蚀的措施。你知道哪些防止金属腐蚀的方法，这些方法能防止金属腐蚀的原理是什么？ 防止金属腐蚀的措施 能防止金属腐蚀的原理 在金属的表面覆盖保护层 改变金属组成或结构 在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金，增强抗腐蚀性能 使金属制品与周围物质(外界空气、水、电解质溶液等)隔离 其他？ 探·知识奥秘 二、金属的防护 2.电化学防护法 类型 方法 原理 实例 牺牲阳极的阴极保护法 在被保护的设备上装上比它更活泼的金属 被保护的金属作原电池的正极 船舶的外壳上装锌块 外加电流的阴极保护法 将被保护的设备与惰性电极置于电解质溶液中，接上外加直流电源 被保护的金属作电解池的阴极 保护海水中的钢闸门 探·知识奥秘 二、金属的防护 3.金属被保护的效果 【思考与讨论】下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是： 。 (5)>(2)>(1)>(3)>(4) 电解池的阴极>原电池的正极＞一般防护措施＞无保护措施（原电池的负极＞电解池的阳极） 金属腐蚀每年给社会带来巨大的经济损失，为减少其危害，我们可以依据金属腐蚀的原理，寻找出更合适的方法防止金属腐蚀。如，将铝片浸入浓硫酸或浓硝酸时，铝片表面就会产生一层致密的氧化铝膜，从而阻止铝进一步被氧化，达到保护铝的效果。因此，可以用铝罐车运输冷的浓硝酸和浓硫酸。铁在 NaOH和NaNO2的混合溶液中发蓝、发黑，使铁表面形成一层致密的氧化膜，也可防止铁腐蚀。合理利用金属腐蚀的原理也可以为人类的生产、生活服务，例如，印刷电路的制作、电化学刻蚀、等离子刻蚀技术等都是金属腐蚀原理在生产技术中的应用。又如，生活中常用的“暖宝宝”、“蒸汽眼罩”正是利用吸氧腐蚀的原理制造的。 金属腐蚀原理的合理利用 迁·拓展延伸 (1)甲装置中正极为________，电极反应式为__________________， 负极为__________，电极反应式为________________。 1．某城市为了减少钢管因锈蚀造成的损失，拟用如图方法保护埋在酸性 土壤中的钢管。下列有关说法正确的是(　 　) 析·典型范例 B A．在潮湿的酸性土壤中钢管主要发生化学腐蚀 B．在潮湿的酸性土壤中金属棒M将电子通过导线流向钢管 C．在潮湿的酸性土壤中H+向金属棒M移动，抑制H+与铁的反应 D．钢管与金属棒M也可用导线分别连接直流电源正、负极以使钢管表面的腐蚀电流接近于零 析·典型范例 2、 下列对如图所示的实验装置的判断错误的是(　　) 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，为牺牲阳极的阴极保护法 D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑ D 理·核心要点 金属的腐蚀与防护 金属的腐蚀 概念、分类 电化学腐蚀 金属的防护 防护措施及原理 电化学防护法 金属被保护的效果 化学腐蚀 1．某课外活动小组，为研究金属的腐蚀和防护的原理，做了以下实验：将剪下的一块镀锌铁片，放入锥形瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞试液，按如图所示的装置进行实验，过一段时间后观察，下列现象不可能出现的是(　　) 练·技能实战 A A．B中导气管中产生气泡 B．B中导气管里形成一段水柱 C．金属片剪口变红 D．锌被腐蚀 选项 M N P A 锌 铜 稀硫酸 B 铜 铁 稀盐酸 C 银 锌 硝酸银溶液 D 锌 铁 硝酸铁溶液 2．国产航母山东舰已经列装服役，它是采用模块制造然后焊接组装而成的，对焊接有着极高的要求。实验室模拟在海水环境和河水环境下对焊接金属材料使用的影响(如图)。下列相关描述中正确的是(　　) 练·技能实战 D A．由图示的金属腐蚀情况说明了Sn元素的金属性强于Fe元素 B．由图示可以看出甲是海水环境下的腐蚀情况，乙是河水环境下的腐蚀情况 C．两种环境下铁被腐蚀时的电极反应式均为Fe－3e－=Fe3＋ D．为了防止舰艇在海水中被腐蚀，可在焊点附近用锌块打“补丁”煅烧 A．1-氯丙烷 B．1，2-二氯丙烷 C．1-氯丙烯 D．2-氯丙烯 3．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(　 　) 练·技能实战 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中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩 D．①②③中海水均是实现化学能转化为电能的电解质 C 4．验证牺牲阳极法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。下列说法不正确的是(　　) 练·技能实战 A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2＋ C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼 D 感谢 您的聆听 THANKS 苏教版2019选择性必修1 $$