《2017-2018学年人教版选修1 第三章第二节金属的腐蚀和防护（第一课时） 学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年人教版选修1 第三章第二节金属的腐蚀和防护（第一课时） 学案（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二节 金属的腐蚀和防护（第一课时）1能描述金属腐蚀的化学原理及类型。2了解影响金属腐蚀快慢的因素。第十八届国际腐蚀大会于2011年11月2024日在澳大利亚西部美丽的珀斯市隆重召开。此次会议的主题为：腐蚀控制为人类未来可持续发展作贡献。腐蚀是材料和周围环境发生化学或电化学反应而引起的一种损耗破坏。腐蚀具有普遍性、隐蔽性、渐进性的特性，腐蚀损耗到一定程度，就会发生突发性的破坏，其后果十分严重。金属腐蚀的本质是什么？提示：金属腐蚀的本质是金属原子失去电子变成金属阳离子，发生氧化反应。一、金属腐蚀的定义、分类及实质1定义金属或合金与周围接触到的_或_进行化学反应而腐蚀损耗的过程。2本质金属原子_电
2、子变成阳离子的过程：Mne=Mn。3分类由于金属接触的介质不同，发生腐蚀的化学原理不同，一般可分为_和_。(1)化学腐蚀：_跟接触到的物质(如_等)直接发生_而引起的腐蚀。一般情况下，温度越高，金属腐蚀_。(2)电化学腐蚀：_跟_接触时，会发生_，_失去电子而被_。思考：金属越活泼，一般越容易发生腐蚀。铝比铁活泼，但铝制品却比铁制品耐腐蚀，为什么？二、电化学腐蚀的分类钢铁发生电化学腐蚀的情况有两种：_腐蚀和_腐蚀。1吸氧腐蚀钢铁表面吸附的水膜_或呈_时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。钢铁的吸氧腐蚀示意图负极：_；正极：_；总反应：_。最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3xH2O)，反应如下：_
3、，2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O。2析氢腐蚀若钢铁表面形成的一层电解质溶液的薄膜的_，则发生_腐蚀。钢铁的析氢腐蚀示意图负极：_；正极：_；总反应：_。思考：铁锅用完后要洗刷干净并保持干燥，如果炒完菜之后不刷锅，残留的菜汤会对铁锅产生什么影响答案：1.气体 液体2失去3化学腐蚀 电化学腐蚀(1)金属或合金 O2、Cl2、SO2 化学反应 越快(2)不纯的金属或合金 电解质溶液 原电池反应 比较活泼的金属 氧化思考提示：铝在空气中容易形成一薄层致密的氧化物保护膜，对内部金属有保护作用。二、析氢 吸氧1酸性很弱 中性 Fe2e=Fe2O22H2O4e=4OH 2FeO22H2O
4、=2Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32酸性较强 析氢 Fe2e=Fe2 2H2e=H2 Fe2H=Fe2H2思考提示：铁锅是用生铁加工成的，菜汤中含有NaCl等电解质溶液，这样Fe、C、NaCl溶液一起构成了原电池，Fe作负极，C作正极，负极：2Fe4e=2Fe2，正极：O22H2O4e=4OH，总反应方程式为2FeO22H2O=2Fe(OH)2，生成的Fe(OH)2迅速被O2氧化，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O(3n)H2O，这样铁锅就易生成铁锈，加速了铁锅的腐蚀。一、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀电化学腐
5、蚀条件金属接触到腐蚀性物质，如O2、Cl2等不纯的金属或合金接触到电解质溶液有无电流产生无电流产生有电流产生本质金属失去电子被氧化联系化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，电化学腐蚀更为普遍影响金属化学腐蚀快慢的因素金属的活泼性：金属越活泼，越容易被腐蚀。氧化剂的氧化性：氧化剂的氧化性越强，浓度越大，腐蚀作用越强。温度：温度越高，腐蚀越容易发生。二、析氢腐蚀和吸氧腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或为中性负极反应Fe2e=Fe2正极反应2H2e=H2O22H2O4e=4OH发生情况相对较少，腐蚀较快非常普遍，腐蚀一般较慢联系吸氧腐蚀为主溶液中的相关反应Fe22OH=Fe(OH)2
6、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3nH2O(3n)H2O由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢以后的金属腐蚀时，只能是吸氧腐蚀，如铜绿的形成就属于吸氧腐蚀。三、判断金属电化学腐蚀快慢的方法不纯的金属或合金在潮湿的空气中形成微电池，发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗，金属腐蚀的快慢可从以下两方面进行判断：(1)构成微电池的材料。两极材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越大，活泼金属被腐蚀得就越快。(2)金属所接触的电解质强弱。活泼金属在电解质溶液中的
7、腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。知识点1 金属的腐蚀【例题1】 下列关于金属腐蚀的叙述正确的是( )。A金属在潮湿空气中腐蚀的本质是MnH2O=M(OH)nH2B金属的化学腐蚀的本质是Mne=Mn，电子直接转移给氧化剂C金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀解析：金属在潮湿空气中腐蚀以吸氧腐蚀为主。金属的化学腐蚀需接触氧化性气体或氧化性物质，不需要一定在酸性条件下，且金属失去电子被氧化，电子直接转移给氧化剂。答案：B点拨：化学腐蚀与电化学腐蚀从本质上讲都是将金属氧化的过程，只是电化学腐蚀的环境更加
8、普遍，所以钢铁的腐蚀是以电化学腐蚀为主。知识点2 金属电化学腐蚀的原理【例题2】 (2012华东师范大学附中检测)如图表示的是钢铁在海水中的锈蚀过程，以下有关说法正确的是( )。A该金属腐蚀过程为析氢腐蚀B正极为C，发生的反应为氧化反应C在酸性条件下发生的是吸氧腐蚀D正极反应为：O22H2O4e=4OH解析：从题图看出，该反应正极上O2得电子，发生吸氧腐蚀；正极为碳，正极反应式为O22H2O4e=4OH；金属在酸性条件下发生析氢腐蚀。答案：D点拨：“析氢”是指正极上H得电子发生还原反应生成H2，“吸氧”是指正极上O2得电子发生还原反应。知识点3 影响金属腐蚀的因素【例题3】 铁生锈是比较常见的
9、现象，某实验小组为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法：首先检查制氧装置的气密性，然后按图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3 min左右，观察到的实验现象为：直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；直形管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮。(1)由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于_。能表示其原理的反应方程式为_。(2)仪器A的名称为_，其中装的药品可以是_，其作用是_。(3)由实验可知，该类铁生锈的条件为_。解析：钢铁在潮湿环境下形成原电池，发生电化学腐蚀。此实验在直形管中的现象说明，潮湿是铁生锈
10、的前提，而没有潮湿程度对生锈快慢的影响。直形管实验与烧杯实验的对比，说明O2浓度是影响生锈快慢的一个重要因素。答案：(1)电化学腐蚀 负极：2Fe4e=2Fe2，正极：2H2OO24e=4OH(2)球形干燥管 碱石灰(或无水CaCl2) 干燥O2(3)与O2接触且与水接触点拨：探究铁生锈条件的实验设计要做对比实验，根据实验现象得出结论。1 钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的电极反应式是( )。AFe2e=Fe2B2H2OO24e=4OHC2H2e=H2D4OH=O22H2O4e2 下列叙述不正确的是( )。A金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍B钢铁在干燥空气里不易腐蚀C用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被
11、腐蚀D原电池中电子经外电路由负极流入正极3 (2012福建六校联考)下列事实中，与电化学腐蚀无关的是( )。A在空气中，光亮的银表面逐渐变暗B为保护海轮的船壳，常在船壳上镶入锌块C埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀D镀锡的铁制品镀层部分受损后，露出的铁表面易被腐蚀4 出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是( )。A锡青铜的熔点比纯铜高B在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中慢D生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程5 如图所示的是铁钉在水中被腐蚀的2种实验结果
12、情况：钢铁表面吸附的水膜中酸性较强时，所对应装置图可能为_，铁为原电池的_极，其电极反应式为_；碳为原电池的_极，其电极反应式为_。当钢铁的表面吸附的水膜中酸性很弱或呈中性时，所对应装置图可能为_，铁为原电池的_极，其电极反应式为_；碳为原电池的_极，其电极反应式为_。答案：1B 钢铁发生吸氧腐蚀时，负极发生氧化反应：Fe2e=Fe2，正极发生还原反应：O22H2O4e=4OH。2C 活泼金属作负极，铝比铁活泼，铝作负极，C项错误；原电池中电子经外电路由负极流向正极。3A A项，属于化学腐蚀；B项，船壳镶锌后锌被腐蚀；C项，干燥土壤不易形成电解质溶液；D项，铁比锡活泼，故镀层破损后铁更易被腐蚀。4B 合金的熔点一般比各组分的熔点低，所以锡铜合金的熔点比纯铜低，A错误；Sn与Cu形成原电池，因Sn比Cu金属活泼性强，所以Sn作负极，Cu作正极，Sn对Cu起到保护作用，B正确；合金在潮湿环境下可以发生电化学腐蚀，比干燥环境腐蚀快，C错误；电化学腐蚀同样属于化学反应过程，D错误。5答案：乙 负 Fe2e=Fe2 正 2H2e=H2 甲 负 2Fe4e=2Fe2 正 O22H2O4e=4OH解析：钢铁发生析氢腐蚀时，会
