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1、第3课时金属的腐蚀与防护课程学习目标1.通过实验探究能解释金属发生电化学腐蚀的原因,培养主动思维能力,掌握电化学的实际意义及重要应用。2.认识金属腐蚀的危害,增强联系实际、学习化学并将化学知识应用于生活的意识。3.掌握防止金属腐蚀的措施,培养观察生活的意识。知识体系梳理一、金属腐蚀1.金属腐蚀金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏,称为金属 腐蚀。金属腐蚀可分为化学 腐蚀和 电化学腐蚀。铜在高温下被空气中的氧气氧化而变黑,这种腐蚀就是化 腐蚀。2.金属的电化学腐蚀不纯的金属暴露在潮湿空气里或与电解质溶液接触时,由于形成原电池而发生腐蚀,这种腐蚀叫作电化学腐蚀。钢铁发生电化学腐
2、蚀的负极反应为,正极反应主要由水膜的酸碱 性决定。(1)吸氧腐蚀:在通常情况下水膜酸性不强,铁板上水膜中溶解的氧气 被还原,电极反应为,总反应为,具有强还原性的氢氧化亚铁与潮湿空气中的水和氧气反应生成红棕色氢氧化铁,反应为,所生成的氢氧化铁进一步转化为铁锈。这种腐蚀过程主要消耗氧 气,铁生成含氧化合物,因此也称为吸氧 腐蚀。(2)析氢腐蚀:在水膜酸度较高的特殊环境中,正极反应主要是,这时所发生的腐蚀称为析氢腐蚀。(3)金属发生电化学腐蚀的原因:被腐蚀的金属成为原电池的负极,其原子失去电子变成金属阳离子,进入电解质溶液而损耗。越是活 泼的金属,越容易发生电化学腐蚀。 正极金属只是作为惰性电极材料
3、,不参与反应。二、金属的防护(1)金属防护的措施给金属表面加上一层保护层将金属与外界隔开,保护层可以是耐腐蚀的油漆、搪 瓷、陶 瓷、沥青 、塑 料、橡 胶等非金属材料,也可以是通过电镀而覆盖于被保护金属表面的耐腐蚀性较强的金 属或合金 。用强氧化剂处理或运用电化学方法可以使铁表面发生钝 化,形成致密的氧化膜。(2)电化学保护法利用原电池原理:将还原 性较强的金属与被保护金属相连构成原电池,还 原性较强的金属将作为负 极发生氧化反应而损耗,被保护金属作为正极就可以避免腐蚀。这种方法叫作牺牲阳极保护法。利用电解池原理:将被保护金属与外加直流电源的负极相连。这种防止金属腐蚀的方法叫作阴极电保护法。基
4、础学习交流1.日常生活中对金属的防护措施有哪些?2.为什么说电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因?3.阴极电保护法这种金属保护法的原理是什么?重难点探究 探究1:金属腐蚀互动探究糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是()。A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为:Fe-3e-Fe3+C.脱氧过程中碳做原电池负极,电极反应为:2H2O+O2+4e-4OH-D.含有1.12 g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况)探究拓展1.酸雨腐蚀石雕,属于哪一种腐蚀类型?2.发
5、生吸氧腐蚀和析氢腐蚀时,对金属有何要求? 探究2:金属腐蚀的防护互动探究如图所示,各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时,按由快到慢排列的顺序是()。A.B.C.D.探究拓展1.镀锌铁和镀锡铁均是在铁片表面覆盖了保护层,当保护层被损坏时,哪类铁腐蚀速率较快?2.在同一电解质溶液中,对于电解原理引起的腐蚀(金属作电解池的阳极)、原电池原理引起的腐蚀(金属作原电池的负极)、化学腐蚀、有防护措施的腐蚀,这些腐蚀的快慢先后顺序是怎样的?基础智能检测1.下列变化属于金属的化学腐蚀的是()。A.运送浓硫酸的铝罐口生成白色固体B.暖气片生锈C.酸雨过后从楼顶流下的雨水发黄D.自行车车锁经雨淋后打不开2.下列情况
6、下,埋在地下的输油铸铁管道被腐蚀最慢的是()。A.潮湿疏松透气的土壤中B.含铁元素较多的酸性土壤中C.干燥致密不透气的土壤中D.含碳量较高,潮湿透气的中性土壤中3.下列防腐措施中,利用原电池反应使主要金属得到保护的是()。A.用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜B.在金属中加入一些铬或镍制成合金C.在轮船的壳体水线以下部分装上锌锭D.金属表面喷漆4.钢铁很容易因生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁产量的四分之一。(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应式为:负极:、正极:。(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用。A.铜B.钠C.锌D.石墨(3)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的极。(4)图丙中被腐蚀的金属是。总结
