《高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能--电池（第3课时）金属的腐蚀与防治导学案1 鲁科版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能--电池（第3课时）金属的腐蚀与防治导学案1 鲁科版选修4（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、选修4第1章第3节 化学能转化为电能-电池第3课时金属的腐蚀与防治【学习目标】知识与技能：1了解金属腐蚀的危害及金属腐蚀的本质原因；2了解金属腐蚀的种类，发生腐蚀的反应式的书写；3掌握金属防护的方法。过程与方法：通过科学探究，培养学生的动手操作能力和根据所学知识解决实际问题的能力。情感态度与价值观：通过了解金属发生腐蚀的原因及现代的防腐措施，感受化学对人类生产和生活的影响。【学习过程】一、一、金属的化学腐蚀1金属腐蚀是金属与周围的气体或液体物质发生 而引起损耗的现象。金属腐蚀一般分为 腐蚀和 腐蚀。2化学腐蚀指的是金属（或合金）跟周围接触到的 如（O2、Cl2、SO2）或 液体（如石油）等 而
2、腐蚀损耗的过程。化学腐蚀的速度随温度的升高而 。3电化学腐蚀指的是不纯的金属跟 溶液接触时，会发生 反应，比较活泼的金属失电子而被 ，这种腐蚀叫做电化腐蚀。钢铁表面形成的微小原电池示意图钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图4钢铁腐蚀（1）析氢腐蚀在潮湿的空气里，钢铁表面吸附一层薄薄的水膜，水电离出少量H+和OH同时由于空气中的CO2溶解，使水中的H+增多反应式 电极反应负极 ，属 反应正极 ，属 反应总反应 Fe（OH）2在空气中被氧化的反应式 。在腐蚀的过程中析出 ，通常叫析氢腐蚀（2）吸氧腐蚀在一般情况下，如果水膜里的酸性很弱或呈中性，在负极上也是铁失去电子被氧化为Fe2+，而在正极上
3、主要是溶于水里的O2得电子而被还原：电极反应负极 ，属 反应正极 ，属 反应总反应 Fe（OH）2在空气中被氧化的反应式 Fe（OH）3形成铁锈的反应式 。二、金属的电化防护牺牲阳极的阴极保护法1牺牲阳极的阴极保护法：通常在钢铁设备上装上比铁活泼的 。原理 ：形成原电池反应时，让被保护金属做 极不反应，起到保护作用；而活泼金属做 极反应受到腐蚀。2外加电流的阴极保护法被保护的钢铁设备作为 极，用惰性电极作为辅助 极，两者均存在于 溶液中，接上外加电源。通电后，电子被强制 被保护的钢铁设备，使钢铁表面产生负电荷的积累面抑制钢铁发生 面防止钢铁被腐蚀。3. 金属表面覆盖保护层如油漆、油脂等，电镀（
4、Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保护层。原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。金属的电化学腐蚀与防护参考答案一、金属的化学腐蚀1氧化还原反应、化学、电化学。2干燥气体、非电解质、直接发生化学反应、加快3电解质、原电池、氧化。4（1）H2O+CO2 H2CO3H+ + OH负极（Fe）：Fe2e =Fe2+ 氧化反应正极（C）： 2 H2O + 2e=H2 2 OH 还原反应总反应Fe2 H2O=Fe（OH）2H2 4Fe（OH）2O2 2 H2O=4 Fe（OH）3氢气（2）负极（Fe）：2Fe4e =2Fe2+ 氧化反应正极（C）： 2H2O +O2+ 4e =2OH 还原反
5、应总反应2Fe2H2O +O2 =Fe（OH）24Fe（OH）2O2 2 H2O=4 Fe（OH）32Fe（OH）3=Fe2O33H2O二、金属的电化防护1锌块、正、负。2阴、阳、电解质、流向、氧化反应。三、检测题1. 金属发生了原电池反应而被腐蚀叫电化学腐蚀，以下现象与电化学腐蚀无关的是()A黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D银质奖牌久置后表面变暗2. 下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()A钢管与电源正极连接，钢管可被保护B铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀D
6、镀锌铁皮发生析氢腐蚀时，铁作负极3. 一种名叫“排毒基强离子排毒仪”的产品正在市场热销。向排毒盆内倒入了纯净的温水，双脚放入盆中，启动电源开关，加入适量精盐。过一段时间，盆中开始出现绿色、红褐色的絮状物。下列说法正确的是 ()A此“排毒基强离子排毒仪”一定是用惰性电极制成的B绿色、红褐色的絮状物是氢氧化亚铁、氢氧化铁形成的混合物C绿色、红褐色的絮状物就是从脚底排出的体内毒素D加一些精盐的主要目的只是起到消炎杀菌的作用4. 相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是()5. 下列各种镀有金属保护层的铁板，镀层破损后在相同的环境中，铁板最易被腐蚀的是()A镀锌铁(白铁)B镀锡铁(马口铁)C镀铜铁 D
7、镀银铁6. 对于下列各装置中产生的现象与原因的说法中正确的是()ABCD装置现象甲中导管液面上升甲气球膨胀甲中气球体积膨胀更快甲中出现红色原因铁发生了吸氧腐蚀铁与氯化氢气体反应甲中没有发生电化学腐蚀反应后溶液显碱性7. 下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小C图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的8. (1)图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验。图一说明原溶液呈_，铁钉发生了_腐蚀。图二说明原溶液呈_，
8、铁钉发生了_腐蚀。(2)为了进一步探究图一实验中的腐蚀原理，某探究小组又设计了如下实验：a向100 mL烧杯中加入约50 mL饱和食盐水后，插入两个玻璃筒(无底)；b将一枚无锈铁钉和一支碳棒分别用导线与电流表连接后，再分别插入两个玻璃筒中(装置如图所示)；c1 min后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入2滴黄色的K3Fe(CN)6(铁氰化钾)溶液；d向插入碳棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞溶液。请回答下列问题：b步骤中可观察到电流表指针发生了偏转，原因是_。c步骤中观察到的现象是_，表明_。d步骤中观察到的现象是_，表明_。参考答案1. 【解析】：选D。铜锌合金改变金属的内部结构，构成原电池，铜作正极不易腐蚀
9、；生铁中含杂质碳，易构成原电池，故生锈快；铁质器件附有铜质配件，在接触处易构成原电池而使其生铁锈；银质奖牌久置后表面变暗是银表面发生氧化反应所致，故D符合题意。【答案】D2. 【解析】选B。钢管与电源的正极相连，钢管作阳极，加快了钢管的腐蚀，A错误；铁钝化后，表面生成了致密的氧化膜，内部金属不易被腐蚀，B正确；钢管与铜管堆放在一起，易形成原电池，加快钢管的腐蚀，C错误；镀锌铁皮发生腐蚀时，锌失去电子作负极，D错误。 【答案】B3. 【解析】选B。据题意知，该仪器的阳极是铁，阳极反应为Fe2e=Fe2，阴极反应为2H2e=H2，接着发生反应Fe22OH=Fe(OH)2，4Fe(OH)2O22H2
10、O=4Fe(OH)3，盆中绿色、红褐色分别为Fe(OH)2和Fe(OH)3形成的絮状物，加入精盐，可消炎杀菌，并增强溶液导电性。分析各选项可知B正确。【答案】B4. 【解析】选C。A、B、D三项中都形成了原电池，Fe被腐蚀，只有C项中铁被铜镀层保护，不易被腐蚀。【答案】C5. 【解析】选D。镀有金属保护层的铁板，在镀层破损时，与周围环境形成原电池。A中镀层破损时，锌作负极，铁作正极受到保护；B、C、D中镀层破损时，铁均作负极而被腐蚀，与正极金属的活动性相差越大，负极被腐蚀的速率越快，所以选D。【答案】D6. 【解析】选A。A项左侧试管中的铁钉发生吸氧腐蚀，A项正确；氯化氢气体不与铁反应，所以无
11、现象发生，B项错误；铁粉与铜粉及稀盐酸构成原电池，乙中反应速率更快，C项错误；D项总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3，反应后溶液仍呈中性，甲中不出现红色，D项错误。【答案】A7. 【解析】选B。A项，因液面处氧气的浓度大，故在液面处铁棒腐蚀最严重；C项，接通开关后形成原电池，Zn的腐蚀速率增大，H在Pt电极上放电产生H2；D项，干电池自放电腐蚀是由NH4Cl产生的H的氧化作用使Zn被氧化引起的。【答案】B8. 【解析】(1)图一中水柱上升，说明消耗了空气中的氧气，发生吸氧腐蚀；图二中水柱下降，说明产生了H2，发生了析氢腐蚀。(2)铁钉、碳棒、食盐水构成了原电池，产生了电流，故电流表指针会发生偏转；铁钉溶解生成的Fe2遇到黄色的K3Fe(CN)6溶液会生成蓝色沉淀；碳棒附近生成OH，加入酚酞溶液后变红。【答案】(1)中性或弱酸性吸氧较强酸性析氢(2)铁钉、碳棒、食盐水构成了原电池，外电路产生了电流有蓝色沉淀生成发生了反应：Fe2e=Fe2溶液变红溶液呈碱性，发生了反应：O22H2O4e=4OH7
