高中化學(xué)化學(xué)反應(yīng)原理學(xué)案金屬的腐蝕與防護(hù)含答案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第3課時金屬的腐蝕與防護(hù)[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.認(rèn)識金屬腐蝕的危害,并能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，能正確書寫析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式.2。熟知金屬腐蝕的防護(hù)方法。一金屬的腐蝕1．金屬腐蝕（1）概念：金屬表面與周圍的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或因電化學(xué)作用而遭到破壞的現(xiàn)象.(2）根據(jù)與金屬接觸的物質(zhì)不同，金屬腐蝕可分為兩類：①化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的________氣體（如O2、Cl2、SO2等)或________________液體（如石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。腐蝕的速率隨溫度升高而________。②電化學(xué)腐蝕:________的金屬或合金跟________溶液接觸時，會發(fā)生________反應(yīng)，比較________的金屬________電子而被氧化。2．鋼鐵的電化學(xué)腐蝕根據(jù)鋼鐵表面水溶液薄膜的酸堿性不同，鋼鐵的電化學(xué)腐蝕分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕。銅板上鐵鉚釘處的電化學(xué)腐蝕如下圖所示：鐵釘?shù)奈鰵涓g示意圖鐵釘?shù)奈醺g示意圖（1)鐵釘?shù)奈鰵涓g：當(dāng)鐵釘表面的電解質(zhì)溶液________較強(qiáng)時,腐蝕過程中有H2放出。Fe是負(fù)極，C是正極。發(fā)生的電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式為負(fù)極:________________________________________________________________________；正極:________________________________________________________________________；總反應(yīng)：________________________________________________________________________。（2）鐵釘?shù)奈醺g：當(dāng)鐵釘表面的電解質(zhì)溶液呈______或呈__________并溶有O2時，將會發(fā)生吸氧腐蝕。電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式為負(fù)極：________________________________________________________________________；正極：________________________________________________________________________；總反應(yīng)：________________________________________________________________________.最終生成________________，是鐵銹的主要成分。1.金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。2．金屬腐蝕的類型(1）化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生,電化學(xué)腐蝕更普遍（2）析氫腐蝕與吸氧腐蝕類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)（pH≤4.3）水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負(fù)極正極總反應(yīng)式聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍提示（1）金屬活動順序表氫后金屬不能發(fā)生析氫腐蝕，只能發(fā)生吸氧腐蝕。(2)金屬活動順序表中氫之前、鎂之后金屬的電化學(xué)腐蝕與鋼鐵的電化學(xué)腐蝕相似。1．如圖所示水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）鐵釘在逐漸生銹，則鐵釘?shù)母g屬于________腐蝕。（2)若試管內(nèi)液面上升，則原溶液呈________性，發(fā)生________腐蝕。電極反應(yīng)式：負(fù)極：________________________________________________________________________,正極:________________________________________________________________________。(3)若試管內(nèi)液面下降,則原溶液呈________性,發(fā)生________腐蝕。電極反應(yīng)式：負(fù)極________________________________________________________________________，正極：________________________________________________________________________。2．下圖裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有pH＝4的雨水和生鐵片。觀察到:開始導(dǎo)管內(nèi)液面下降,一段時間后導(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負(fù)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．墨水回升時，碳極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．具支試管中溶液pH逐漸減小二金屬的防護(hù)方法1．金屬的防護(hù)就是防止金屬被氧化。從金屬腐蝕的反應(yīng)實質(zhì)、影響因素等方面分析，確定金屬防護(hù)的方法原理：(1）加保護(hù)層法:在金屬表面加上一層________，使金屬與外界隔開。如電鍍，鈍化形成氧化膜，覆蓋油漆、搪瓷、瀝青、塑料、橡膠等。(2)電化學(xué)保護(hù)法①為了減小某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖甲所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用____(填字母）。A．銅B．鈉C．鋅D．石墨②圖乙所示的方案也可以減慢鐵閘門的腐蝕速率,其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的____極。2．如下圖所示的各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序為________。3．如圖是海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。鐵閘發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是________腐蝕，負(fù)極電極反應(yīng)式為_________________，圖中①、②、③三個區(qū)域，生成鐵銹最多的是________。1.金屬的電化學(xué)防護(hù)方法類型方法原理實例犧牲陽極保護(hù)法在被保護(hù)的設(shè)備上裝上比它________的金屬被保護(hù)的金屬作為原電池的______________船舶的外殼上裝鋅塊外加電流陰極保護(hù)法將被保護(hù)的設(shè)備與惰性電極置于電解質(zhì)溶液里，接上____________被保護(hù)的金屬作為電解池的____________保護(hù)海水中的鋼閘門2.判斷金屬腐蝕快慢的方法(1）金屬發(fā)生吸氧腐蝕時,O2濃度越大,金屬腐蝕越快。（2）同一金屬在相同電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢：電解池的陽極〉原電池的負(fù)極〉化學(xué)腐蝕〉原電池的正極>電解池的陰極。（3)同一金屬在相同電解質(zhì)溶液中，電解質(zhì)濃度越大,腐蝕越快。（4）同一金屬在不同電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液〉非電解質(zhì)溶液.3．下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法正確的是（）A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)B．鐵遇冷濃硝酸表面鈍化,可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕C．鋼管與銅管露天堆放在一起,鋼管不易被腐蝕D．鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕4．下列對如圖所示的實驗裝置的判斷中錯誤的是(）A．若X為碳棒,開關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕B．若X為鋅棒,開關(guān)K置于A或B處均可減緩鐵的腐蝕C．若X為鋅棒，開關(guān)K置于B處時，為犧牲陽極保護(hù)法D．若X為碳棒，開關(guān)K置于B處時，鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑1．關(guān)于銅板上鐵鉚釘處的吸氧腐蝕的下列說法中，不正確的是(）A．正極電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑B．此過程中還涉及到反應(yīng)：4Fe(OH）2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3C．此過程中銅并不被腐蝕D．此過程中電子從Fe移向Cu2．為探究鋼鐵的吸氧腐蝕原理設(shè)計了如圖所示的裝置，下列有關(guān)說法中錯誤的是(）A．正極的電極反應(yīng)方程式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．將石墨電極改成Mg電極,難以觀察到鐵銹生成C．若向自來水中加入少量NaCl（s)，可較快地看到鐵銹D．分別向鐵、石墨電極附近吹入O2，前者鐵銹出現(xiàn)得快3．關(guān)于鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法不正確的是（)A．鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式均為Fe－2e－=Fe2＋B．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．地下鋼管連接鎂塊是采用犧牲陽極保護(hù)法D．用外加電流陰極保護(hù)法防止鋼鐵腐蝕時,鋼鐵接電源的正極4．根據(jù)下圖,下列判斷中正確的是(）A．燒杯a中的溶液pH升高B．燒杯b中發(fā)生還原反應(yīng)C．燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2D．燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl25．根據(jù)圖示判斷，下列說法正確的是(）A．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中負(fù)極反應(yīng)均是Fe－2e－=Fe2＋B．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中鹽橋中的陽離子均向右側(cè)燒杯移動D．放電過程中，裝置Ⅰ左側(cè)燒杯和裝置Ⅱ右側(cè)燒杯中溶液的pH均增大

答案精析一新知導(dǎo)學(xué)1．（2）①干燥非電解質(zhì)加快②不純電解質(zhì)原電池活潑失去2．（1）酸性Fe－2e－=Fe2＋2H＋＋2e－=H2↑Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑（2)中性弱酸性2Fe－4e－=2Fe2＋2H2O＋O2＋4e－=4OH－2Fe＋2H2O＋O2=2Fe(OH）2Fe2O3·xH2O歸納總結(jié)2．（2）（從左到右,從上到下)Fe－2e－=Fe2＋2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2活學(xué)活用1．(1)電化學(xué)（2）弱酸或中或堿吸氧2Fe－4e－=2Fe2＋O2＋2H2O＋4e－=4OH－（3）較強(qiáng)的酸析氫Fe－2e－=Fe2＋2H＋＋2e－=H2↑解析根據(jù)原電池的構(gòu)成條件:有兩種不同的材料(Fe為負(fù)極,碳為正極），有電解質(zhì)溶液，形成閉合回路，可知鐵釘?shù)母g屬于電化學(xué)腐蝕。試管內(nèi)液面上升，說明試管內(nèi)壓強(qiáng)減小,試管內(nèi)氣體被吸收所致，是鐵釘吸氧腐蝕的結(jié)果；試管內(nèi)液面下降，說明試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)變大，試管內(nèi)產(chǎn)生了新氣體所致，是鐵釘?shù)奈鰵涓g的結(jié)果.2．C二新知導(dǎo)學(xué)1．（1）保護(hù)層(2)①C②負(fù)2．⑤④②①③3．吸氧Fe－2e－=Fe2＋②解析鐵閘在海水中主要發(fā)生吸氧腐蝕,②處腐蝕速率最大。歸納總結(jié)1．更活潑正極外加直流電源陰極活學(xué)活用3．B［鋼管與電源正極相連接，鋼管作為電解池的陽極，更易失電子;鐵遇冷濃硝酸時,鐵表面被氧化成致密的氧化膜，阻止金屬與氧化劑接觸，可防止內(nèi)部不被腐蝕;鋼管與銅管堆放，形成原電池時鋼管為負(fù)極，作為原電池負(fù)極易被腐蝕;鋼柱與水接觸處的氧氣濃度大，易被腐蝕.故選項B正確.］4．D[若X為碳棒,開關(guān)K置于A處,Fe為電解池的陰極，屬外加電流的陰極保護(hù)法，A項正確；若X為碳棒,開關(guān)K置于B處,Fe為原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe－2e－Fe2＋，D項不正確；若X為鋅棒，K置于A處，F(xiàn)e為電解池的陰極，屬外加電流陰極保護(hù)法,K置于B處時，F(xiàn)e為原電池的正極，屬犧牲陽極保護(hù)法，B項和C項均正確。］達(dá)標(biāo)檢測提升技能1．A2。D3．D[鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕都是鐵失去電子做負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時O2＋2H2O＋4e－4OH－，A、B正確；地下