優(yōu)化方案2013年人教化學(xué)選修1全冊課件13份打包3章第二節(jié)

第二節(jié)金屬的腐蝕和防護學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能描述金屬腐蝕的類型和化學(xué)原理。2.了解影響金屬腐蝕的快慢因素。3.知道金屬防護的常用方法。4.認(rèn)識防止金屬腐蝕的重要意義。

課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練第二節(jié)金屬的腐蝕和防護課前自主學(xué)案一、金屬的腐蝕1．定義______或______與周圍接觸到的氣體或液體進行____________而腐蝕損耗的過程。2．本質(zhì)自主學(xué)習(xí)課前自主學(xué)案金屬合金化學(xué)反應(yīng)3．分類化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕定義金屬跟接觸到的物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2等)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕不純的金屬(或合金)跟_____________接觸時，會發(fā)生__________反應(yīng)，比較活潑的金屬______電子而被氧化本質(zhì)金屬被______的過程_____________被氧化的過程現(xiàn)象____電流產(chǎn)生____電流產(chǎn)生電解質(zhì)溶液原電池失去氧化較活潑金屬無有化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕影響因素_______升高會加快化學(xué)反應(yīng)速率金屬的________差異相互關(guān)系化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕往往同時發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕要普遍得多溫度活動性4.吸氧腐蝕與析氫腐蝕的比較(以鋼鐵腐蝕為例)類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件水膜呈弱酸性或中性水膜呈酸性正極反應(yīng)(C)___________________________________________________負(fù)極反應(yīng)(Fe)_________________________________電池總反應(yīng)2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑其他反應(yīng)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3Fe(OH)3失水轉(zhuǎn)化為鐵銹(Fe2O3·xH2O)O2＋2H2O＋4e－===4OH－2H＋＋2e－===H2↑Fe－2e－===Fe2＋Fe－2e－===Fe2＋二、金屬的防護1．影響金屬腐蝕的因素(1)金屬的性質(zhì)金屬越_______，越易被腐蝕。若金屬中能導(dǎo)電的雜質(zhì)不如該金屬活潑，則容易形成原電池而使金屬發(fā)生_________________。(2)介質(zhì)的影響在______的空氣中、接觸________氣體或________溶液，都容易被腐蝕?；顫婋娀瘜W(xué)腐蝕潮濕腐蝕性電解質(zhì)2．金屬的防護方法為什么鋼鐵在潮濕的環(huán)境中比在干燥的環(huán)境中更容易生銹？【提示】不純的金屬或合金，在潮濕的空氣中形成微小原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕，主要發(fā)生吸氧腐蝕，加快了反應(yīng)速率。問題探究自主體驗解析：選C?；顫娊饘僮髫?fù)極，鋁比鐵活潑，鋁作負(fù)極，C項錯誤；原電池中電子經(jīng)外電路由負(fù)極流向正極。解析：選A。鋁在表面能生成一層氧化鋁保護膜，與電化學(xué)知識無關(guān)。炒過菜的鐵鍋未清洗易生銹，是因為鐵和內(nèi)部的石墨與未清洗的菜汁形成了原電池，鐵被腐蝕而生銹。輪船水線以下的船殼上鑲有一定數(shù)量的鋅，是因為形成了原電池后，鋅比鐵活潑，作負(fù)極被腐蝕，船體被保護。鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐腐蝕，是因為鍍鋅鐵與潮濕的空氣形成了原電池后，鋅比鐵活潑，鋅被腐蝕，鐵被保護。鍍錫鐵與潮濕的空氣形成了原電池后，鐵比錫活潑，鐵作負(fù)極被腐蝕。3．下列各種方法中：①金屬表面涂抹油漆；②改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)；③保持金屬表面清潔干燥；④在金屬表面進行電鍍；⑤使金屬表面形成致密的氧化物薄膜，其中能對金屬起到防止或減緩腐蝕作用的是(

)A．①②③④

B．①③④⑤C．①②④⑤D．全部解析：選D。本題防止金屬腐蝕的方法大致可分為：改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)②；在金屬與氧化物間形成隔離①④⑤，保持金屬表面干燥③，均為有效的金屬防護方法。課堂互動講練要點一金屬的腐蝕1．化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬接觸到腐蝕性物質(zhì)如O2、Cl2等不純的金屬或合金接觸到電解質(zhì)溶液化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕有無電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬失去電子被氧化聯(lián)系化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更為普遍舉例2Fe＋3Cl2===2FeCl3鋼閘門連接一鋅塊；船體水下部分連接一鋅塊；埋在地下的鋼管連接一鎂塊特別提醒：影響金屬化學(xué)腐蝕快慢的因素：(1)金屬的活潑性，金屬越活潑，越容易被腐蝕；(2)氧化劑的氧化性，氧化劑的氧化性越強，濃度越大，腐蝕作用越強；(3)溫度，溫度越高，腐蝕越容易發(fā)生。2．判斷金屬電化學(xué)腐蝕快慢的方法不純的金屬或合金，在潮濕的空氣中形成微電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，活潑金屬因被腐蝕而損耗，金屬腐蝕的快慢可從以下兩方面進行判斷：(1)構(gòu)成微電池的材料。兩極材料的活動性差別越大，氧化還原反應(yīng)的速率越快，活潑金屬被腐蝕的速率就越快。(2)金屬所接觸的電解質(zhì)強弱。活潑金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕快于在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕，在強電解質(zhì)溶液中的腐蝕快于在弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕。如圖中a為生鐵，A、B兩個燒杯中為海水，C燒杯中為1mol·L－1的稀硫酸。例1(1)C中Cu極的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。(2)B中Zn極的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________，F(xiàn)e極附近溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)A、B、C中鐵被腐蝕的速率由快到慢的順序是________________________________________________________________________?！舅悸伏c撥】解答本題需注意以下三點：(1)清楚各個裝置的原理。(2)掌握原電池的電極反應(yīng)式的書寫。(3)掌握金屬被腐蝕的原理?！窘馕觥?/p>

B、C裝置為原電池，在原電池中，活潑金屬作負(fù)極，故B中Fe作正極被保護，C中Fe作負(fù)極被腐蝕?！敬鸢浮?/p>

(1)2H＋＋2e－===H2↑(2)Zn－2e－===Zn2＋增大(3)C＞A＞B【規(guī)律方法】比較金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)金屬腐蝕的快慢取決于與金屬接觸的氧化劑的氧化能力的強弱。氧化劑氧化性越強，金屬腐蝕越嚴(yán)重。(2)通常金屬腐蝕的快慢類型：原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護措施的腐蝕。(3)當(dāng)形成原電池時，與以下兩因素有關(guān)：①與構(gòu)成原電池的材料有關(guān)；②與金屬所接觸的電解質(zhì)強弱有關(guān)。變式訓(xùn)練1

(2011年石家莊高二檢測)埋在地下的輸油管道，在下列情況下，被腐蝕的速率最慢的是(

)A．在含銅元素較多的土壤中B．在潮濕疏松透氣的土壤中C．在干燥致密不透氣的土壤中D．在含碳顆粒較多、潮濕透氣的中性土壤中解析：選C。A項中形成了原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，Cu為正極，腐蝕速率很快；B中形成了原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，C為正極，腐蝕速率較快；D項的情況與B項基本相同；C項既不易形成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕，也沒有充足的O2和水分，化學(xué)腐蝕也不易發(fā)生，腐蝕速率最慢。要點二金屬的防護金屬防腐蝕的常用方法：主要有改善金屬的本質(zhì)，把被保護金屬與腐蝕介質(zhì)隔開，或?qū)饘龠M行表面處理以及電化學(xué)保護等。1．改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)例如，把鉻、鎳等金屬元素加入普通鋼中制成不銹鋼，就大大增強了鋼鐵的抗腐蝕能力。2．在金屬表面覆蓋保護層在金屬表面覆蓋致密的保護層，從而使金屬制品跟周圍介質(zhì)隔離開來，這是一種普遍采用的防護方法。以鋼鐵的防護為例，根據(jù)保護層成分的不同，可分為如下幾種：(1)金屬的氧化處理將鋼鐵制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中，加熱處理，其表面即可形成一層厚度約為0.5～1.5μm的藍色氧化膜(主要成分為Fe3O4)，以達到鋼鐵防腐蝕的目的，此過程稱為發(fā)藍處理，簡稱發(fā)藍。這種氧化膜具有較大的彈性和潤滑性，不影響零件的精度。故精密儀器和光學(xué)儀器的部件彈簧鋼、薄鋼片、細鋼絲等常用發(fā)藍處理。(2)非金屬涂層用非金屬物質(zhì)如油漆、塑料、搪瓷、礦物性油脂等涂覆在金屬表面上形成保護層，稱為非金屬涂層，也可達到防腐蝕的目的。搪瓷是含SiO2量較高的玻璃瓷釉，有極好的耐腐蝕性能，因此作為耐腐蝕非金屬涂層，廣泛用于石油化工、醫(yī)藥、儀器等工業(yè)部門和日常生活用品中。(3)金屬保護層它是以一種金屬鍍在被保護的另一種金屬制品表面上所形成的保護鍍層。前一金屬常稱為鍍層金屬。金屬鍍層的形成，除電鍍、化學(xué)鍍外，還有熱浸鍍、熱噴鍍、滲鍍、真空鍍等方法。3．電化學(xué)保護法電化學(xué)保護法是根據(jù)電化學(xué)原理在金屬設(shè)備上采取措施，使之成為腐蝕電池中的陰極，從而防止或減輕金屬腐蝕的方法。(1)犧牲陽極保護法犧牲陽極保護法是用比被保護金屬活潑的金屬或合金作陽極，固定在被保護金屬上，形成腐蝕電池，被保護金屬作陰極而得到保護。(2)外加電流法將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護。例2日常生產(chǎn)、生活中用到許多金屬制品，從實用美觀角度考慮選擇下列合適的金屬材料或保護(防腐蝕)方法，將序號填入下表相應(yīng)空格中。①不銹鋼②白鐵(鍍鋅鐵皮)③鋁合金④鍍鉻鐵管⑤涂漆⑥鑲嵌鋅塊⑦與直流電源負(fù)極相連(陰極保護法)用途選用材料或保護方法菜刀樓梯扶手或陽臺護欄水桶航海輪船水閘吊車塔架房門窗框【解析】解答本題除理論聯(lián)系實際外，還要結(jié)合日常觀察，綜合分析得出結(jié)論。菜刀接觸潮濕較多，且要求機械強度大，清潔衛(wèi)生等，故選不銹鋼；樓梯扶手、護欄等要求安全美觀，經(jīng)濟實惠，故選鍍鉻鐵管；水桶處于潮濕環(huán)境，且摩擦碰撞較多，故選鍍鋅鐵皮；航海輪船則采用鑲嵌鋅塊法保護，效果良好；水閘位置固定宜采用陰極保護法；吊車塔架只求堅固防銹且經(jīng)濟，故涂漆保護就可以了；門窗框從輕便美觀考慮，可選用鋁合金材料。【答案】

①

④

②

⑥

⑦

⑤

③【規(guī)律方法】

金屬腐蝕的防護措施原理方法適用對象防化學(xué)腐蝕使氧化劑與金屬隔離包覆塑料層工具或車把涂油漆戶外鐵制設(shè)備涂礦物油機械運轉(zhuǎn)部分電鍍精密儀器或設(shè)備防電化學(xué)腐蝕改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)制成不銹鋼精密儀器或設(shè)備犧牲鋅(鎂)塊犧牲鋅(鎂)保護鐵大型門閘與艦船與外接電源負(fù)極相連鐵作陰極被保護大型水上設(shè)施變式訓(xùn)練2

金屬具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱及延展性