第課時(shí)金屬的腐蝕與防護(hù)市公開(kāi)課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

第2課時(shí)金屬腐蝕與防護(hù)第1頁(yè)1.了解金屬腐蝕種類，能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕原因。2．認(rèn)識(shí)金屬腐蝕危害，知道預(yù)防金屬腐蝕方法。課程標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航第2頁(yè)新知初探自學(xué)導(dǎo)引自主學(xué)習(xí)有吸氧析氫無(wú)氧化犧牲陽(yáng)極外加電流第3頁(yè)想一想化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕哪一個(gè)更易使金屬腐蝕？提醒：電化學(xué)腐蝕，因電化學(xué)腐蝕反應(yīng)速率快。第4頁(yè)1．以下說(shuō)法不正確是(

)A．電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍B．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：Fe－3e－===Fe3＋C．鋼鐵在干燥環(huán)境中不易被腐蝕D．鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用自主體驗(yàn)第5頁(yè)解析：選B。單質(zhì)鐵不論是做原電池負(fù)極,還是做電解池陽(yáng)極，都是失電子生成Fe2＋而不是Fe3＋。第6頁(yè)2．埋在地下自來(lái)水鐵管，在以下情況下被腐蝕速率最慢是(

)A．在含有鐵元素較多酸性土壤中B．在潮濕、疏松土壤中C．在自來(lái)水鐵管上用導(dǎo)線連接一塊鋅塊后，再埋入不透氣土壤中D．在自來(lái)水鐵管上用導(dǎo)線連接銅塊后，再埋入潮濕、疏松土壤中第7頁(yè)解析：選C。從三個(gè)角度考慮：(1)土壤中是否有與鐵直接反應(yīng)物質(zhì)；(2)水分充分、氧氣充分土壤易造成鐵管生銹；(3)鐵做原電池負(fù)極。第8頁(yè)3．以下防腐辦法中，屬于電化學(xué)保護(hù)法是(

)A．用氧化劑使金屬表面生成致密穩(wěn)定氧化物保護(hù)膜B．在金屬中加入一些鉻或鎳制成金屬合金C．在輪船船殼水線以下部分，裝上一定數(shù)量鋅錠D．金屬表面噴漆第9頁(yè)解析：選C。鋅活動(dòng)性強(qiáng)于鐵，形成原電池時(shí)鋅做負(fù)極先被腐蝕使船體得到保護(hù)。第10頁(yè)探究導(dǎo)引1化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕本質(zhì)是什么？提醒：金屬腐蝕包含化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕。不論是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕，它們本質(zhì)都是相同，即金屬失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，可表示為M－ne－===Mn＋。關(guān)鍵點(diǎn)突破講練互動(dòng)金屬腐蝕比較第11頁(yè)探究導(dǎo)引2鐵銹形成過(guò)程是怎樣？第12頁(yè)關(guān)鍵點(diǎn)歸納1．化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕比較電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕條件不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸金屬與氧化劑直接接觸現(xiàn)象有微弱電流產(chǎn)生無(wú)電流產(chǎn)生本質(zhì)較活潑金屬被氧化過(guò)程金屬被氧化過(guò)程相互關(guān)系化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，危害更嚴(yán)重第13頁(yè)2.鋼鐵析氫腐蝕與吸氧腐蝕比較類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件水膜呈弱酸性或中性或堿性水膜呈酸性正極反應(yīng)(O2)O2＋2H2O＋4e－===4OH－2H＋＋2e－===H2↑負(fù)極反應(yīng)(Fe)Fe－2e－===Fe2＋Fe－2e－===Fe2＋其它反應(yīng)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)32Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O第14頁(yè)尤其提醒注意從溶液酸堿性判斷電化學(xué)腐蝕類型,酸性電解質(zhì)發(fā)生析氫腐蝕；堿性或中性電解質(zhì)發(fā)生吸氧腐蝕。第15頁(yè)即時(shí)應(yīng)用1.(·鄭州高二質(zhì)檢)如圖裝置中，U形管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液(呈酸性)，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。以下相關(guān)描述錯(cuò)誤是(

)第16頁(yè)A．生鐵塊中碳是原電池正極B．紅墨水柱兩邊液面變?yōu)樽蟮陀腋逤．兩試管中相同電極反應(yīng)式是：Fe－2e－===Fe2＋D．a(chǎn)試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕第17頁(yè)解析：選B。本題考查金屬電化學(xué)腐蝕，解題時(shí)首先注意a、b兩支試管內(nèi)因?yàn)槿芤核釅A性不一樣發(fā)生不一樣類型電化學(xué)反應(yīng)，再依據(jù)相關(guān)反應(yīng)式進(jìn)行判斷。生鐵塊中鐵比含有碳活潑，在形成原電池中充當(dāng)負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，碳充當(dāng)正極，在發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，第18頁(yè)在發(fā)生析氫腐蝕時(shí)電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，故A、C正確。a試管中盛裝NaCl溶液為中性環(huán)境，故生鐵塊發(fā)生吸氧腐蝕，氧氣被消耗，試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)降低；b試管內(nèi)盛裝NH4Cl溶液，酸性較強(qiáng)，發(fā)生析氫腐蝕，產(chǎn)生H2，試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，故紅墨水柱兩邊液面應(yīng)左高右低，故B錯(cuò)，D對(duì)。第19頁(yè)探究導(dǎo)引3金屬腐蝕快慢判斷方法主要有哪些？提醒：金屬腐蝕快慢判斷方法主要有：一是與電解質(zhì)溶液相關(guān)，金屬在電解質(zhì)溶液中腐蝕要快于在非電解質(zhì)溶液中腐蝕，在強(qiáng)電解質(zhì)溶液中腐蝕普通也要快于在弱電解質(zhì)溶液中腐蝕，同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕快慢比較與金屬防護(hù)第20頁(yè)濃度越大，腐蝕越快；二是對(duì)于同一金屬而言，電化學(xué)腐蝕要快于化學(xué)腐蝕，更加快于有防護(hù)辦法腐蝕。第21頁(yè)探究導(dǎo)引4對(duì)于金屬防護(hù)應(yīng)從哪幾個(gè)方面考慮？提醒：對(duì)于金屬防護(hù)，能夠從兩個(gè)方面考慮，一是金屬本身，二是介質(zhì)。在金屬表面覆蓋保護(hù)層、改變金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)、保持金屬表面干燥、與更活潑金屬相連犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法、外加電源陰極保護(hù)法等都能起到金屬防護(hù)目標(biāo)。第22頁(yè)關(guān)鍵點(diǎn)歸納1．金屬腐蝕快慢規(guī)律(1)在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕由快到慢次序?yàn)椋弘娊庠硪l(fā)腐蝕>原電池原理引發(fā)腐蝕>化學(xué)腐蝕>應(yīng)用原電池原理有保護(hù)辦法腐蝕>應(yīng)用電解池原理有保護(hù)辦法腐蝕，或電解池陽(yáng)極>原電池負(fù)極>化學(xué)腐蝕>原電池正極>電解池陰極。第23頁(yè)(2)同一個(gè)金屬在不一樣介質(zhì)中腐蝕由快到慢次序?yàn)椋簭?qiáng)電解質(zhì)溶液中腐蝕>弱電解質(zhì)溶液中腐蝕>非電解質(zhì)溶液中腐蝕。(3)對(duì)于活動(dòng)性不一樣兩種金屬，活動(dòng)性差異越大，氧化還原反應(yīng)速率越快，活潑金屬腐蝕越快。第24頁(yè)(4)對(duì)于同一個(gè)電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕越快(除鈍化外)。(5)純度越高金屬，腐蝕速率越慢(純金屬幾乎不腐蝕)。第25頁(yè)2．金屬防護(hù)辦法生產(chǎn)上慣用一些防護(hù)方法：(1)改變金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。比如：把鉻、鎳等加入普通鋼里制成不銹鋼，就大大地增加了鋼鐵對(duì)各種侵蝕抵抗力。(2)在金屬表面覆蓋保護(hù)層。在金屬表面覆蓋致密保護(hù)層，從而使金屬制品跟周圍物質(zhì)隔離開(kāi)來(lái)，這是一個(gè)普遍采取防護(hù)方法。第26頁(yè)(3)電化學(xué)保護(hù)法：①用鋅塊形成原電池，犧牲鋅(負(fù)極)保護(hù)鐵(正極)，習(xí)慣上叫做犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法。如船殼上打上鋅塊；②鋼鐵外接電源負(fù)極形成電解池，使之成為陰極而被保護(hù)，習(xí)慣上叫做外加電流陰極保護(hù)法。如鋼閘門接低壓直流電負(fù)極，石墨接電源正極做陽(yáng)極，浸入水中。就防護(hù)效果而方言，②法優(yōu)于①法。第27頁(yè)即時(shí)應(yīng)用2．以下幾個(gè)情況下鐵釘，腐蝕最顯著是(

)A．將鐵釘投入濃硝酸中B．涂有油脂鐵釘露置在潮濕空氣中C．將鐵釘放入注有食鹽水試管中，使鐵釘和空氣及食鹽水接觸D．將鐵釘和鋅片連接后放入試管中，注入自來(lái)水浸沒(méi)鐵釘和鋅片第28頁(yè)解析：選C。A選項(xiàng)，鐵在濃硝酸中被鈍化生成致密氧化膜，預(yù)防了反應(yīng)深入進(jìn)行；B選項(xiàng)，因?yàn)橛椭饔檬硅F與空氣及水相隔，所以不易腐蝕；C選項(xiàng)，組成了電化學(xué)腐蝕，且在液面處因?yàn)殍F與空氣及水充分接觸，腐蝕最嚴(yán)重；D選項(xiàng)，鋅比鐵活潑,所以形成原電池后，鐵為正極受到了保護(hù)，不易被腐蝕。第29頁(yè)3．以下說(shuō)法正確是(

)A．輪船吃水線以下船殼表面裝一定數(shù)量鋅塊，可有效地保護(hù)船體B．將生銹鐵器經(jīng)鹽酸酸洗后，可不再采取尤其保護(hù)辦法C．馬口鐵(鍍錫鐵)和白鐵皮(鍍鋅鐵)一樣，鍍層破損后均不易腐蝕D．將要保護(hù)金屬與電源正極相連能夠到達(dá)保護(hù)金屬目標(biāo)第30頁(yè)解析：選A。A選項(xiàng)，經(jīng)過(guò)組成鋅鐵原電池,使鋅為負(fù)極參加反應(yīng)，從而確保了船體不被腐蝕；B選項(xiàng)，并未改變鐵生銹條件；C選項(xiàng)，鍍層一旦破損，分別形成了錫鐵、鋅鐵原電池，前者鐵反應(yīng)保護(hù)錫，后者鋅反應(yīng)保護(hù)鐵；D選項(xiàng)，金屬與電源正極相連只能加緊金屬腐蝕。第31頁(yè)題型探究權(quán)威預(yù)測(cè)

已知電極材料：鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁，電解質(zhì)溶液：氯化銅溶液、硫酸鐵溶液、鹽酸。按要求回答以下問(wèn)題：(1)電工操作上要求：不能把銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起使用，原因：__________________________。原電池原理綜合應(yīng)用例1第32頁(yè)(2)有M、N兩種純金屬分別與稀鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣速率相近，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)證實(shí)M、N兩種金屬活潑性：__________________________________。(3)請(qǐng)利用原電池原理設(shè)計(jì)試驗(yàn)，證實(shí)氧化性Fe3＋>Cu2＋。請(qǐng)畫(huà)出試驗(yàn)裝置圖并寫出電極反應(yīng)式。第33頁(yè)【思緒點(diǎn)撥】判斷能否組成原電池或設(shè)計(jì)原電池時(shí)要注意組成原電池三個(gè)條件：活潑性不一樣兩個(gè)電極、電解質(zhì)溶液、閉合回路。第34頁(yè)【解析】

(1)銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起使用，接頭處會(huì)在潮濕空氣中形成原電池而腐蝕。(2)當(dāng)活動(dòng)性不一樣金屬組成原電池時(shí)，相對(duì)活潑金屬失電子，在相對(duì)不活潑金屬上氫離子得電子，析出氫氣，所以將M、N兩種純金屬以及稀鹽酸設(shè)計(jì)成原電池，有氣泡逸出是較不活潑金屬，另一極即是活潑金屬。第35頁(yè)(3)首先將已知反應(yīng)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋拆成兩個(gè)半反應(yīng)(即失電子和得電子反應(yīng))：Cu－2e－===Cu2＋，2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，然后結(jié)合原電池電極反應(yīng)特點(diǎn)分析可知，該電池負(fù)極應(yīng)為銅棒，正極要確保Fe3＋得到負(fù)極失去電子，普通用不能還原Fe3＋材料，如鉑或石墨等，電解質(zhì)溶液只能用Fe2(SO4)3溶液。第36頁(yè)【答案】

(1)二者連接在一起時(shí)，接頭處會(huì)在潮濕空氣中形成原電池而腐蝕(2)將M、N兩種金屬片用導(dǎo)線連接放入鹽酸中組成原電池，有氣泡逸出是較不活潑金屬，另一極即是活潑金屬。裝置如圖：第37頁(yè)(3)正極反應(yīng)：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，負(fù)極反應(yīng)：Cu－2e－===Cu2＋。第38頁(yè)【提醒】若石墨電極改為鐵電極，正極反應(yīng)：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，負(fù)極反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋，總反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋,不能證實(shí)氧化性Fe3＋>Cu2＋?；?dòng)探究第(3)問(wèn)中若石墨電極改為鐵電極，還能否證實(shí)氧化性Fe3＋>Cu2＋？第39頁(yè)

鋰鈷電池能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其它材料電池，且其成本也低，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，所以便于大量推廣。鋰鈷電池正極材料是Li0.5CoO2混以一定量導(dǎo)電添加物(比如碳)組成混合導(dǎo)體，負(fù)極材料可插入鋰碳負(fù)極(比如LixC6)。該電池不論放電還是充電，其過(guò)程就像鋰離子在兩個(gè)電極之間往返移動(dòng)，故又稱做搖椅式電池，鋰鈷電池充、放電時(shí)電池中改變簡(jiǎn)單表示以下：例2第40頁(yè)其中表示充電過(guò)程陽(yáng)極改變是__________(填a、b、c、d等符號(hào))，放電時(shí)兩極電極反應(yīng)式為：負(fù)極__________，正極__________。第41頁(yè)【解析】由d過(guò)程中負(fù)極材料變?yōu)長(zhǎng)i＋可知d表示負(fù)極改變過(guò)程，依據(jù)元素守恒和電子得失守恒，可確定負(fù)極反應(yīng)為L(zhǎng)ixC6－xe－===C6＋xLi＋。另外，要注意充、放電時(shí)電池中改變，正極材料并沒(méi)有出現(xiàn)，而出現(xiàn)了一個(gè)LiCoO2，即正極反應(yīng)有新物質(zhì)生成，再依據(jù)元素守恒和電荷守恒，即可確定正極反應(yīng)為L(zhǎng)i0.5CoO2＋0.5Li＋＋0.5e－===LiCoO2；充電時(shí)陽(yáng)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故選a。第42頁(yè)【答案】

a

LixC6－xe－===C6＋xLi＋

Li0.5CoO2＋0.5Li＋＋0.5e－===LiCoO2第43頁(yè)【名師點(diǎn)睛】做好這類題目，首先要具備準(zhǔn)備從題給信息提取關(guān)鍵信息能力，還要牢牢抓住電池總反應(yīng)式與各電極反應(yīng)式之間關(guān)系。面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題，首先要理清思緒，明確各電極所發(fā)生氧化還原反應(yīng)情況，電極材料改變情況；其次要準(zhǔn)確使用元素原子數(shù)目守恒、電子得失守恒等規(guī)律解題。第44頁(yè)課堂達(dá)標(biāo)即時(shí)鞏固第45頁(yè)熱點(diǎn)示例思維拓展[經(jīng)典案例]

怎樣預(yù)防鐵銹蝕是工業(yè)上研究重點(diǎn)內(nèi)容。為研究鐵銹蝕影響原因，某同學(xué)做了以下探究試驗(yàn)：序號(hào)內(nèi)容試驗(yàn)現(xiàn)象1常溫下將鐵絲放在干燥空氣中一個(gè)月干燥鐵絲表面依然光亮2常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中一小時(shí)鐵絲表面依然光亮第46頁(yè)序號(hào)內(nèi)容試驗(yàn)現(xiàn)象3常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中一個(gè)月鐵絲表面已變得昏暗4將潮濕鐵絲放在常溫氧氣流中一小時(shí)鐵絲表面略顯昏暗5將潮濕鐵絲放在高于常溫氧氣流中一小時(shí)鐵絲表面已變得昏暗6將浸過(guò)NaCl溶液鐵絲放在高于常溫氧氣流中一小時(shí)鐵絲表面昏暗程度比試驗(yàn)5嚴(yán)重第47頁(yè)回答以下問(wèn)題：(1)上述試驗(yàn)中發(fā)生了電化學(xué)腐蝕是(填試驗(yàn)序號(hào))________；在電化學(xué)腐蝕中，負(fù)極反應(yīng)是________________