人教版化學(xué)選修四 第四章第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)學(xué)案.docx

第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)知識點(diǎn)金屬的電化學(xué)腐蝕 學(xué)生預(yù)習(xí)區(qū)1金屬的腐蝕金屬腐蝕是指金屬與周圍的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。一般可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。2鋼鐵的電化學(xué)腐蝕1家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑是如何形成的，其主要成分是什么？提示：鐵鍋中含有碳元素，在潮濕環(huán)境中生銹屬于吸氧腐蝕，在腐蝕過程中，負(fù)極：fe2e=fe2，正極(c)：2h2oo24e=4oh，總反應(yīng)為2fe2h2oo2=2fe(oh)2，fe(oh)2極易被氧化，發(fā)生反應(yīng)4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3。fe(oh)3進(jìn)一步反應(yīng)生成鐵銹fe2o3nh2o。教師點(diǎn)撥區(qū)金屬的化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較(以鐵為例)對點(diǎn)即時(shí)練 1. 鐵生銹是一種常見的自然現(xiàn)象，其主要的化學(xué)反應(yīng)方程式為：4fe3o2xh2o=2fe2o3xh2o。如圖為一放在水槽中的鐵架，水位高度如圖。最容易生銹的鐵架橫桿是()a bc d答案c解析此處鐵生銹屬于吸氧腐蝕。處沒有和電解質(zhì)溶液接觸，不能構(gòu)成原電池，銹蝕速率較慢；處已與電解質(zhì)溶液接觸，但處含o2較少，所以處腐蝕最快。2如圖裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有ph5的雨水和生鐵片。觀察到開始時(shí)導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時(shí)間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升，略高于小試管液面。以下有關(guān)解釋合理的是()a生鐵片中的碳是原電池的陽極，發(fā)生還原反應(yīng)b雨水酸性較強(qiáng)，生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕c紅墨水回升時(shí)，碳極反應(yīng)式：o22h2o4e=4ohd具支試管中溶液ph逐漸減小答案c解析生鐵與其中的碳及電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，負(fù)極是鐵，鐵失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，碳是正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)。開始時(shí)，因酸性較強(qiáng)發(fā)生析氫腐蝕，一段時(shí)間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升且略高于小試管液面，說明具支試管中氣體壓強(qiáng)減小，此時(shí)發(fā)生吸氧腐蝕，反應(yīng)式是2h2oo24e=4oh，故溶液的ph增大，a、b、d錯(cuò)誤；c正確。知識點(diǎn)金屬的電化學(xué)防護(hù) 學(xué)生預(yù)習(xí)區(qū)1犧牲陽極的陰極保護(hù)法應(yīng)用原電池原理，讓被保護(hù)金屬作正極，另找一種活潑性較強(qiáng)的金屬作負(fù)極。如圖所示：2外加電流的陰極保護(hù)法利用電解原理，把被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極，用惰性電極作為輔助陽極，兩者均在電解質(zhì)溶液(海水)里，接外加直流電源。3犧牲陽極的陰極保護(hù)法的實(shí)驗(yàn)按如圖所示連接好裝置，往fe電極區(qū)滴入2滴k3fe(cn)6(鐵氰化鉀)溶液(已知fe2與fe(cn)63反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀)，可以看到電壓表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，fe電極上有氣泡產(chǎn)生，沒有藍(lán)色沉淀生成，說明溶液中不含fe2，fe受到保護(hù)。2結(jié)合金屬腐蝕的本質(zhì)，分析如何進(jìn)行金屬防護(hù)。提示：金屬腐蝕的本質(zhì)是被氧化劑氧化變成金屬陽離子。金屬防護(hù)的基本思路是：防止金屬與氧化性介質(zhì)直接接觸；防止金屬表面形成電解質(zhì)溶液；改善金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；利用電化學(xué)原理進(jìn)行防護(hù)。教師點(diǎn)撥區(qū)1金屬的防護(hù)措施2金屬腐蝕快慢的判斷方法(1)在同一電解質(zhì)溶液中：電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防護(hù)措施的腐蝕。(2)同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序：強(qiáng)電解質(zhì)溶液弱電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液。(3)有無保護(hù)措施的：無保護(hù)措施的金屬腐蝕有一定保護(hù)措施的金屬腐蝕犧牲陽極的陰極保護(hù)的金屬腐蝕有外接電源的陰極保護(hù)的金屬腐蝕。(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。對點(diǎn)即時(shí)練3如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序?yàn)?) a bc d答案c解析先判斷裝置是形成原電池還是電解池，再分析金屬活動(dòng)性的差別。中fe為負(fù)極，雜質(zhì)c為正極，屬于鋼鐵的吸氧腐蝕，腐蝕速率較慢。、實(shí)質(zhì)均為原電池裝置：中fe為正極，被保護(hù)；、中fe為負(fù)極，均被腐蝕，但相對來說fe和cu的金屬活動(dòng)性差別較fe和sn的大，故fecu原電池中fe的腐蝕速率較快；中fe接電源正極作陽極，cu接電源負(fù)極作陰極，加快了fe的腐蝕；中fe接電源負(fù)極作陰極，cu接電源正極作陽極，防止了fe的腐蝕。根據(jù)以上分析可知：鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序?yàn)椤?. 鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ)，鋼鐵生銹現(xiàn)象卻隨處可見，為此每年國家損失大量資金。請回答鋼鐵腐蝕與防護(hù)過程中的有關(guān)問題。(1)鋼鐵的電化學(xué)腐蝕原理如圖所示，寫出石墨電極的電極反應(yīng)式_。(2)在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如右：a電極對應(yīng)的金屬是_ (寫元素名稱)，b電極的電極反應(yīng)式是_。若電鍍前鐵、銅兩片金屬質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧?、烘干、稱量，二者質(zhì)量差為5.12 g，則電鍍時(shí)電路中通過的電子為_ mol。鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請簡要說明原因_。答案(1)o24e2h2o=4oh(2)銅 cu22e=cu0.08鐵比銅活潑，鍍層銅破壞后，在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為負(fù)極，加速鐵的腐蝕(其他答案合理也可) 解析(