4-3-1金属的腐蚀与防护 课件-2025-2026学年高二上学期人教版化学选择性必修第一册

该高中化学课件聚焦金属的腐蚀和防护，系统讲解腐蚀的概念、实质、类型及电化学腐蚀原理，通过实验探究（如不同试管气泡速率对比）导入，衔接原电池知识，构建从化学腐蚀到电化学腐蚀的学习支架，梳理知识脉络。 其亮点在于融合实验（食盐水铁钉导管水柱上升）、对比表格及高考题讨论，以科学探究与实践和科学思维为核心，结合暖宝宝应用案例，帮助学生形成“结构决定性质”的化学观念，激发学生兴趣，为教师提供丰富教学素材。

第四章 化学反应与电能 第三节 金属的腐蚀和防护 第1课时 金属的腐蚀 M-ne-→Mn+ 金属被氧化（被腐蚀） （一）金属腐蚀的概念与实质 金属腐蚀：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。 Fe + H+ Cl2 O2 （aq） 通常发生在化工厂 能让铁被腐蚀的氧化剂 反应缓慢 较少且缓慢 （二）金属腐蚀的类型 1.化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2等）直接反应而引起的腐蚀。 输送原油的钢管在无水无氧的情况下被腐蚀而漏油 实验探究 实验现象：①试管中产生气泡的速率比②试管中的快 不纯的金属（或合金）接触到电解质溶液发生原电池反应，比较活泼的金属原子失去电子而被氧化所引起的腐蚀。 2.电化学腐蚀 ： 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 有无 电流 本质 影响 因素 联系 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 无电流产生 有微弱电流产生 金属被氧化 较活泼金属被氧化 化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 与接触物质的氧化性及温度有关 与电解质溶液的酸碱性及金属活性有关 两者往往同时发生，电化学腐蚀速率更普遍且更快。 金属与氧化性物质直接接触 （教材117-4）以下现象与电化学腐蚀无关的是 （ ） A.生铁比纯铁容易生锈 B.银质物品久置后表面变暗 C. 铁制器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 D.黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 课堂练习 选项 操作及现象 结论 C 在盛有稀盐酸的试管中加入锌片，产生气泡；再将铜丝插入试管且接触锌片，产生气泡的速率增大 反应速率：电化学腐蚀>化学腐蚀 （2025·重庆） 下列实验操作及其现象不能推出相应结论的是 B 3.金属电化学腐蚀的类型 ——水膜为较强酸性溶液 （1）析氢腐蚀 Fe - 2e- = Fe2+ 负极(Fe): 正极(C): 2H++ 2e-＝H2↑ 电池反应： Fe +2H+ =Fe2++H2↑ 实验现象： 几分钟后，导管中的水柱上升。 实验探究 食盐水浸泡过的 酸洗除锈后的铁钉 Fe - 2e- = Fe2+ 2H2O + O2+ 4e-＝4OH- 电池反应： 进一步： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3·xH2O + (3-x)H2O 4Fe+ 3O2 +2x H2O= 2 Fe2O3 · xH2O 负极: 正极： （2） 吸氧腐蚀 ——水膜呈弱酸性或中性或碱性溶液 更为普遍的电化学腐蚀 小结1：析氢/吸氧往往同时发生，二者是相互竞争的结果。 微粒的氧化性：本性+浓度 ΔG<0 Fe+O2 ··· Fe2O3 · xH2O ΔH<0 ΔS<0 自然条件下的金属腐蚀是自发的 金属腐蚀的利用 、 电化学腐蚀： 加快反应速率 （2016·江苏高考改编）铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）在水溶液中可形成许多微电池。在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2+的去除率。（去除率是指一定时间内的去除百分率） 讨论 （2016·江苏高考改编）铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）在水溶液中可形成许多微电池。在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2+的去除率。（去除率是指一定时间内的去除百分率） 讨论 铁的质量分数增加，还原剂增多 铁的质量分数增加，铁炭混合物中微电池数目减少 活性炭对Cu2+和Pb2+有吸附作用 例1．某小组用如图一所示装置探究金属的腐蚀和防护。 (1)探究铁的电化学腐蚀类型。从胶头滴管滴入6滴1%醋酸,2min后,U型导管左边液面上升。则该腐蚀类型是________________;碳粉上的电极反应为_______________________。 吸氧腐蚀 O2+4e-+4CH3COOH=4CH3COO-+2H2O 例2．铜在潮湿的空气中也能发生电化学腐蚀。 (1)若铜在中性或碱性环境中发生电化学腐蚀，则负极反应式为_________，正极反应式为_________________，总反应式为_______________。 得到的产物还可与空气中的CO2继续反应，得到铜绿[Cu2(OH)2CO3]，化学方程式是 。 (2)若铜在酸性环境中发生电化学腐蚀，则正极反应式为______________________________，总反应式_________________。 小结2： H前金属根据介质环境，既可以发生析氢也可以发生吸氧腐蚀；H后金属只能发生吸氧腐蚀。 2Cu + O2 + 2H2O = 2Cu(OH)2 Cu − 2e− = Cu2+ 2Cu(OH)2 + CO2 = Cu2(OH)2CO3 + H2O O2 + 4e− + 2H2O = 4OH− 2Cu + O2 + 4H+ = 2Cu2+ + 2H2O O2 + 4e− + 4H+ = 2H2O 正 O2+2H2O+4e-=4OH- b a 由a区向b区迁移，与b区的OH-形成Fe(OH)2 Fe-2e-=Fe2+ 11．氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺，节能超过30%，在此工艺中，物料传输和转化关系如下图所示(电极均为石墨电极)。下列说法错误的是(　　) A.A池中Na＋通过离子膜向乙电极移动 B.若两池中所用离子膜类型相同，则a%＞b% C.A池中每生成1 mol H2，B池中会消耗标准状况下11.2 L O2 D.B池中丁电极的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ B 7．某科研实验小组用EIS膜池构型的电渗析装置电解磷酸钠和硫酸制备NaH2PO4，装置如下图所示。下列有关说法错误的是(　　) A.电极电势：a＜b B.离子交换膜为阳离子交换膜 C.阴极的电极反应为2H＋ ＋2e－ ===H2↑ D.电解过程中阳极液的pH不断减小 D 12．研究人员利用膜电解技术，以Na2CrO4溶液为主要原料制备Na2Cr2O7的装置如图甲所示。已知：在不同pH时Cr2O72-和 CrO42-在溶液中可相互转化， Cr2O72-和 CrO42-的物质的量浓度的对数与pH的关系如图乙所示。下列叙述正确的是　(　　) A.a为负极，b为正极 B.Na2Cr2O7在阴极室制得 C.阳极的电极反应为2H2O＋4e－===H2↑＋2OH－ D.外电路中每通过1 mol电子，产生标准状况下16.8 L气体 D 6．常温下，NCl3是一种黄色黏稠状液体，是制备新型水消毒剂ClO2的原料，可以采用如下图所示的装置制备NCl3。下列说法正确的是(　　) A.每生成1 mol NCl3，理论上有4 mol H＋经质子交换膜由右侧向左侧迁移 B.可用湿润的淀粉KI试纸检验气体M C.C电极的电极反应为NH3＋3Cl－－6e－=NCl3＋4H＋ D.电解过程中，质子交换膜右侧溶液的pH减小 C (3)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体作为电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的________极。已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极反应为______________________________________________。若改用氯化铝水溶液作为电解液，则阴极产物为____________。 负 4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4- H2 $