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1、第3节 化学能转化为电能电池第2课时 化学电源第一章第一章化学反应与能量转化化学反应与能量转化学习目标学习目标1认认识识金金属属腐腐蚀蚀的的危危害害，并并能能解解释释金金属属发发生生电电化化学学腐腐蚀蚀的的原原因因，能能正正确确书书写写析析氢氢腐腐蚀蚀和和吸吸氧氧腐腐蚀蚀的电极反应式和总反应式。的电极反应式和总反应式。2. 熟知金属腐蚀的防护方法。熟知金属腐蚀的防护方法。学习重点学习重点电化学腐蚀的原理电化学腐蚀的原理学习难点学习难点电化学腐蚀的原理电化学腐蚀的原理铅蓄电池铅蓄电池负极材料：负极材料： 正极材料：正极材料： 电解质：电解质：PbPbO2H2SO4电池反应方程式：电池反应方程式：
2、Pb+PbO2+H2SO4PbSO4+2H2O温故知新C放电时，正极反应是放电时，正极反应是Pb2eSO42=PbSO4铅蓄电池是一种典型的可充电电池，电池总反应式为铅蓄电池是一种典型的可充电电池，电池总反应式为Pb+PbO2+4H+2SO42PbSO4+2H2O则下列说法正确的是则下列说法正确的是（）A放电时，电流方向由放电时，电流方向由B过过M到到AB充电时，铅蓄电池的正极应与充电充电时，铅蓄电池的正极应与充电器电源的负极相连器电源的负极相连D充电时，阳极反应是：充电时，阳极反应是：PbSO42e2H2O=PbO2SO424H+-+D氢氧燃料电池氢氧燃料电池电池反应为：电池反应为： 在碱性
3、条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在构成原电池时，负极的金属发生什么变在构成原电池时，负极的金属发生什么变化？化？除了构成原电池使金属发生腐蚀外，现实除了构成原电池使金属发生腐蚀外，现实生活中还有什么形式也会使金属腐蚀？生活中还有什么形式也会使金属腐蚀？交流研讨金属阳离子金属阳离子失失e-氧化反应氧化反应化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀（常见普遍）（常见普遍）金属原子金属原子3.金属腐蚀的本质：金属腐蚀的本质：金属的腐蚀与防护1.金属腐蚀：金属腐蚀： 金属表面与周围的物质发生化
4、学反应或因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。电化学作用而遭到破坏，称为金属腐蚀。2.金属腐蚀的类型：金属腐蚀的类型：铁生锈的现象随处可见。你有没有想过，为什么铁在铁生锈的现象随处可见。你有没有想过，为什么铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？为什么潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？为什么当一块铜板上有铁铆钉时，铁铆钉特别容易生锈？当一块铜板上有铁铆钉时，铁铆钉特别容易生锈？交流研讨CuCuFeFe2+2e-OH-H2OO2Fe-2e=Fe2+负极：负极：(Fe)正极：正极：(Cu)电解质溶液：电解质溶液： 空气中的空气中的SO2 , CO2溶于
5、水膜中溶于水膜中O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2电池总反应：电池总反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3后续反应：后续反应：Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）交流研讨Fe-2e=Fe2+负极：负极：(Fe)正极：正极：(Cu)电解质溶液：电解质溶液： 空气中的空气中的SO2 , CO2溶于水膜中溶于水膜中O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2电池总反应：电池总反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3后续反应：后续反应：Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）有人将还原的电极（正极）有人将还
6、原的电极（正极） 的电极反应写为：的电极反应写为： 这两种写法反映了反应条件有什么区别？这两种写法反映了反应条件有什么区别？ O2+4H+4e- =2H2O交流研讨钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀示意图示意图钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意图示意图思考：你能写出它们的电极反应式吗？思考：你能写出它们的电极反应式吗？交流研讨钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条条件件水膜呈水膜呈酸性酸性。水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱酸性很弱。电电极极反反
7、应应负极负极Fe(- )Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正极正极C(+)2H+ 2e = H2O2+2H2O+4e=4OH-总反应总反应:Fe + 2 H+ = Fe2+ H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联联系系化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀条件条件现象现象本质本质联系联系金属跟周围物质（气体或溶金属跟周围物质（气体或溶液）直接接触被氧化液）直接接触被氧化不纯金属或合金跟电不纯金属或合金跟电解质溶液接触解质溶液接触无电流产生无电流产生有有微弱电流微弱电流产生产生金属被氧
8、化金属被氧化较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍(1)影响金属腐蚀的因素影响金属腐蚀的因素影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就金属本性来说，金属影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就金属本性来说，金属越活泼，越容易失去电子而被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属越活泼，越容易失去电子而被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。(2)钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
9、因钢铁表面水膜酸碱性不同，钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀，二者正极反应因钢铁表面水膜酸碱性不同，钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀，二者正极反应式不同，但负极反应式相同，都是铁失电子被氧化。式不同，但负极反应式相同，都是铁失电子被氧化。归纳总结金属腐蚀的本质，主要是金属腐蚀的本质，主要是金属原子失电子被氧化，金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触，腐蚀主要性的物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐包括化学腐蚀和电化学腐蚀，所以蚀，所以A错误；错误； 电化学腐蚀指不纯金属与电化学
10、腐蚀指不纯金属与电解质溶液接触时发生原电解质溶液接触时发生原电池反应而损耗的过程，电池反应而损耗的过程，不需要外加电流，所以不需要外加电流，所以B错误错误 钢铁腐蚀最普遍的是吸氧钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，而腐蚀，正极吸收氧气，而不是负极吸收氧气，所以不是负极吸收氧气，所以C错误错误 D学以致用题目解析题目解析题目解析题目解析U形管的形管的a端比端比b端液面高，试管端液面高，试管内有红褐色物质生成内有红褐色物质生成吸氧吸氧2H2OO24e=4OH4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3学以致用金属的防护金属的防护改变金属内部的组织结构，制成合金改变金属内部的组织结构，制成合
11、金（如不锈钢）（如不锈钢）在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层 如喷油漆、涂油、电镀等如喷油漆、涂油、电镀等电化学保护法，即将金属作为原电池的电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护正极或电解池的阴极而受到保护1、覆盖保护层、覆盖保护层思考：根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金思考：根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金属腐蚀的方法？属腐蚀的方法？衣架和电线的外面包衣架和电线的外面包上一层塑料层上一层塑料层某些工具的某些工具的“机械转动部位机械转动部位”选用油选用油脂来防锈，为什么不能用油漆脂来防锈，为什么不能用油漆交流研讨生活中常见的一些防护措施生活中常见的一些防
12、护措施给链条涂上机油给链条涂上机油, , 给支架烤上一层漆给支架烤上一层漆, ,将齿轮镀上一层铬将齿轮镀上一层铬并涂上机油。并涂上机油。健身器材刷油漆以防锈健身器材刷油漆以防锈自行车的钢圈和车铃是在钢上镀自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr原理原理 ： 形成原电池反应时，让形成原电池反应时，让被保护金属被保护金属做做正极正极，不反应，起到保护作用；而，不反应，起到保护作用；而活活泼金属反应受到腐蚀。泼金属反应受到腐蚀。航海船只的船底航海船只的船底四周镶嵌锌块，就是利用牺牲阳极保护四周镶嵌锌块，就是利用牺牲阳极保护法来保护船体的。法来保护船体的。2 2、牺
13、牲阳极的阴极保护法、牺牲阳极的阴极保护法航海的船只航海的船只的船底四周的船底四周镶嵌锌块镶嵌锌块（白色），（白色），就是利用就是利用牺牺牲阳极的阴牲阳极的阴极保护法极保护法。用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换锌块锌块牺牲阳极牺牲阳极的的阴极保护法阴极保护法示意图示意图原理原理 ：将将被保护金属被保护金属与另一与另一附加电极附加电极作为电解池的两作为电解池的两个极，使个极，使被保护的金属被保护的金属作为作为阴极阴极，在外加直流，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备
14、的腐蚀。止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。3 3、阴极电保护法、阴极电保护法废铁废铁搪瓷层破损后金属铁直搪瓷层破损后金属铁直接暴露在空气中，搪瓷接暴露在空气中，搪瓷层已不能再对破损部位层已不能再对破损部位形成有效的保护形成有效的保护利用的是外加电流的阴利用的是外加电流的阴极保护法，从而保护铁极保护法，从而保护铁不被腐蚀不被腐蚀牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法用沥青作涂层的涂层保护用沥青作涂层的涂层保护法法A学以致用保护法保护法归纳总结1、如图、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀腐
15、蚀,电极反应式为：负极：电极反应式为：负极： ,正极：正极：若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈 性，发生腐蚀，电极反应式为：性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：负极： 正极：正极： 。（2）中性或弱酸中性或弱酸 吸氧吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸酸析氢析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 学以致用插入海水中插入海水中的铁棒靠近的铁棒靠近液面的位置液面的位置与氧气接触，与氧气接触，易发生吸氧易发生吸氧腐蚀腐蚀开关由开关由M改置改置于于N时，时，Zn作作负极，负极，CuZn合金作正极，合金作正极，合金受到保合金受到保护护接通开关形成接通开关形成原电池，原电池，Zn作作负
16、极，负极，Zn的腐的腐蚀速率增大，蚀速率增大，但气体是在但气体是在Pt电电极上生成极上生成ZnMnO2中中自放电腐自放电腐蚀主要是蚀主要是Zn发生氧发生氧化反应而化反应而自放电自放电B学以致用3.下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是的顺序是(5) (2) (1) (3) (4)防腐措施由好到坏的顺序如下：防腐措施由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀学以致用4 4、下列事实不能用电化学原理解释的是（、下列事实不能用电化学原理解释的是（ ）A A 铝片不需要特殊的保护方法。铝片不需要特殊的保护方法。B B 炒过菜的铁锅未清洗易生锈。炒过菜的铁锅未清洗易生锈。C C 轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌。轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌。D D 镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀。镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀。A学以致用
