2017年-2018年高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)4.4金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)課件

2017年_2018年高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)4.4金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)課件第一頁，共36頁。第二頁，共36頁。閱讀思考自主檢測(cè)任務(wù)一、認(rèn)真閱讀教材第84頁的內(nèi)容,思考并回答下列問題,自主學(xué)習(xí)金屬腐蝕的危害。1.列舉生活中見到的金屬腐蝕現(xiàn)象。提示鐵器生銹,銅制品長(zhǎng)出銅綠。2.列舉金屬腐蝕的危害。提示金屬被腐蝕后,在外形、色澤以及機(jī)械性能方面就會(huì)發(fā)生變化,從而使機(jī)器設(shè)備、儀器、儀表的精度和靈敏度降低,直至報(bào)廢。金屬腐蝕還會(huì)使橋梁、建筑物的金屬構(gòu)架強(qiáng)度降低而造成坍塌,地下金屬管道發(fā)生泄漏,輪船船體損壞等等。第三頁，共36頁。閱讀思考自主檢測(cè)任務(wù)二、認(rèn)真閱讀教材第84頁到86頁的內(nèi)容,思考并回答下列問題,自主學(xué)習(xí)金屬的電化學(xué)腐蝕原理。1.什么是金屬的腐蝕?金屬的腐蝕一般可分為哪幾種類型?提示金屬腐蝕是金屬與周圍的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。由于與金屬接觸的氣體或液體物質(zhì)不同,發(fā)生腐蝕的情況也不同,一般可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。第四頁，共36頁。閱讀思考自主檢測(cè)2.舉例說明什么是化學(xué)腐蝕?化學(xué)腐蝕的速率與溫度高低有什么關(guān)系?舉例說明什么是電化學(xué)腐蝕?提示金屬跟接觸到的干燥氣體(如O2、Cl2、SO2等)或非電解質(zhì)液體(如石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕,叫做化學(xué)腐蝕。例如,鐵與氯氣直接反應(yīng)而腐蝕,鋼管被原油中的含硫化合物腐蝕等。化學(xué)腐蝕的速率隨著溫度升高而加快。不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí),會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng),比較活潑的金屬失去電子而被氧化,這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。鋼鐵在潮濕的空氣中生銹,就是電化學(xué)腐蝕最典型的例子。3.為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易腐蝕,在潮濕的空氣中卻易腐蝕?提示干燥的空氣中鋼鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕,而在潮濕的空氣中,鋼鐵表面形成一層電解質(zhì)溶液的水膜,構(gòu)成原電池,發(fā)生電化學(xué)腐蝕,增大了腐蝕速率。第五頁，共36頁。閱讀思考自主檢測(cè)任務(wù)三、認(rèn)真閱讀教材第86頁到87頁的內(nèi)容,思考并回答下列問題,自主學(xué)習(xí)金屬的電化學(xué)防護(hù)。1.金屬的電化學(xué)防護(hù)方法有哪些?提示金屬的電化學(xué)防護(hù)方法有犧牲陽極的陰極保護(hù)法和外加電流的陰極保護(hù)法。2.除了電化學(xué)防護(hù)外,金屬的防護(hù)方法常見的還有哪些?提示除了電化學(xué)防腐蝕外,金屬防腐蝕的方法還有很多種。例如把金屬制成防腐的合金,如不銹鋼,就是有效的方法。還可以采用噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等其他方法使金屬與空氣、水等物質(zhì)隔離,以防止金屬腐蝕。第六頁，共36頁。閱讀思考自主檢測(cè)1.下列關(guān)于金屬腐蝕的說法中正確的是()C.金屬的電化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行D.在潮濕的環(huán)境中,金屬的電化學(xué)腐蝕一定是析氫腐蝕答案:B第七頁，共36頁。閱讀思考自主檢測(cè)2.下列有關(guān)金屬腐蝕的說法中正確的是()A.金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質(zhì)溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程B.電化學(xué)腐蝕指在外加電流的作用下不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程C.鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕,負(fù)極吸收氧氣,產(chǎn)物最終轉(zhuǎn)化為鐵銹D.金屬的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕本質(zhì)相同,但電化學(xué)腐蝕伴有電流產(chǎn)生答案:D第八頁，共36頁。閱讀思考自主檢測(cè)3.為了防止鋼鐵銹蝕,下列防護(hù)方法中正確的是()A.在精密機(jī)床的鐵床上安裝銅螺釘B.在排放海水的鋼鐵閥門上用導(dǎo)線連接一塊石墨,一同浸入海水中C.在海輪舷上用鐵絲系住鋅板浸在海水里D.在電動(dòng)輸油管的鑄鐵管上接直流電源的正極答案:C第九頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)探究問題1.鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕的原理是什么?寫出鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕和析氫腐蝕時(shí)的電極反應(yīng)。提示在潮濕的空氣里,鋼鐵表面會(huì)形成一薄層水膜,水膜既可以溶解大氣中的CO2、SO2、H2S等氣體(此水膜中含有一定量的H+,溶液顯酸性),也可以溶解一定量的氧氣(此水膜酸性很弱或顯中性),結(jié)果在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好形成無數(shù)微小的原電池,在這些原電池里,鐵是負(fù)極,碳是正極,鐵失去電子而被氧化,鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕。具體的電極反應(yīng)式如下第十頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)2.鋼鐵腐蝕的快慢與哪些因素有關(guān)?如何防止鋼鐵被腐蝕?提示金屬腐蝕的快慢是由金屬的活動(dòng)性決定的,同時(shí)與溫度、金屬表面的電解質(zhì)溶液濃度以及組成原電池的正負(fù)極間的活動(dòng)性差別的大小等因素有關(guān)。常用金屬的防護(hù)措施有如下幾種:(1)金屬的防護(hù)措施:第十一頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)(2)電化學(xué)防護(hù)法:①犧牲陽極的陰極保護(hù)法:將被保護(hù)的金屬制品和活潑金屬相連,讓活潑金屬作原電池的負(fù)極(陽極),失去電子;則金屬制品作為原電池的正極(陰極)被保護(hù)下來的方法。②外加電流的陰極保護(hù)法:將被保護(hù)的金屬和電源的負(fù)極連接,另選一塊能導(dǎo)電的惰性材料接電源正極。通電后,使金屬表面產(chǎn)生負(fù)電荷(電子)的聚積,抑制了金屬失電子,從而防止金屬被腐蝕。第十二頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)知識(shí)點(diǎn)撥一、化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的區(qū)別與聯(lián)系第十三頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)第十四頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)二、犧牲陽極的陰極保護(hù)法與外加電流的陰極保護(hù)法的比較第十五頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)考向一

金屬的腐蝕原理與防護(hù)方法【例題1】

如圖所示燒杯中試管內(nèi)有一枚鐵釘,放置數(shù)天后觀察:(1)鐵釘在逐漸生銹,則鐵釘?shù)母g屬于

腐蝕。

(2)若試管內(nèi)液面上升,則原溶液呈

性,發(fā)生

腐蝕,電極反應(yīng)式:負(fù)極

,正極

。

(3)若試管內(nèi)液面下降,則原溶液呈

性,發(fā)生

腐蝕,電極反應(yīng)式:負(fù)極

,正極

。

第十六頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)解析:根據(jù)原電池的構(gòu)成條件:有兩種不同活性的電極材料(本題中Fe為負(fù)極,碳為正極)、有電解質(zhì)溶液、形成閉合回路,可知鐵釘?shù)母g屬于電化學(xué)腐蝕。根據(jù)金屬腐蝕的條件、原理及結(jié)果知:試管內(nèi)液面上升,說明試管內(nèi)壓強(qiáng)減小,試管內(nèi)氣體被吸收,是鐵釘吸氧腐蝕的結(jié)果,據(jù)此寫出電極反應(yīng)式;試管內(nèi)液面下降,說明試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大,試管內(nèi)產(chǎn)生了氣體,是鐵釘析氫腐蝕的結(jié)果,據(jù)此寫出電極反應(yīng)式。

答案:(1)電化學(xué)第十七頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)【例題2】

鋼鐵很容易生銹而被腐蝕,每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕,該腐蝕過程中的電極反應(yīng)式為

。

(2)為了降低某水庫鐵閘門被腐蝕的速率,可以采用圖甲所示的方案,其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用

(填寫字母序號(hào))。該防護(hù)方法屬于

法。

A.銅B.鈉C.鋅D.石墨第十八頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)(3)圖乙所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率,其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的

極。該防護(hù)方法稱為

。

第十九頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)解析:(1)發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),負(fù)極上Fe失電子,正極上O2得到電子。(2)鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬如鋅,則鋅會(huì)失去電子而溶解,Fe被保護(hù),屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法,Na會(huì)與水反應(yīng)生成NaOH,達(dá)不到保護(hù)鐵閘門的目的。(3)屬于外加電流的陰極保護(hù)法,需把被保護(hù)的鐵閘門連接在電源的負(fù)極。(2)C犧牲陽極的陰極保護(hù)(3)負(fù)外加電流的陰極保護(hù)法第二十頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)規(guī)律方法點(diǎn)撥

(1)判斷電化學(xué)保護(hù)法的類型,應(yīng)分清其基本原理,看是利用電解原理的外加電流的陰極保護(hù)法還是應(yīng)用原電池原理的犧牲陽極的陰極保護(hù)法,兩者不能混淆。(2)無論是吸氧腐蝕還是析氫腐蝕,作為負(fù)極的鐵都不斷地被氧化。金屬腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕。(3)由于通常情況下,金屬表面不會(huì)遇到酸性較強(qiáng)的溶液,所以金屬腐蝕的主要形式是電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕,而且析氫腐蝕最終也會(huì)被吸氧腐蝕代替。金屬活動(dòng)性順序中位于氫前和氫后的金屬都能發(fā)生吸氧腐蝕,但只有在氫前的金屬才會(huì)發(fā)生析氫腐蝕。第二十一頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)成功體驗(yàn)1如圖裝置中,U形管內(nèi)為紅墨水,a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液,各加入生鐵塊,放置一段時(shí)間。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.生鐵塊中的碳是原電池的正極B.紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逥.a試管中發(fā)生了吸氧腐蝕,b試管中發(fā)生了析氫腐蝕第二十二頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)解析:a為中性環(huán)境,發(fā)生吸氧腐蝕,氧氣被消耗,氣體壓強(qiáng)減小;b中酸性較強(qiáng),發(fā)生析氫腐蝕,有氫氣放出,氣體壓強(qiáng)增大,所以紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟾哂业?選項(xiàng)B不正確。答案:B第二十三頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)成功體驗(yàn)2下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法不正確的是()A.純銀器的表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B.當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí),鍍層不能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用C.在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法D.可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕第二十四頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)解析:純銀器的表面在空氣中易生成硫化物失去光澤,屬于化學(xué)腐蝕,A項(xiàng)正確;當(dāng)鍍錫鐵制品鍍層破損后,由于鐵比錫活潑,形成原電池時(shí),鐵作原電池的負(fù)極,加快鐵的腐蝕,B項(xiàng)正確;鋅比鐵活潑,當(dāng)在海輪外殼上連接鋅塊后,鋅失電子而海輪外殼被保護(hù),此法為犧牲陽極的陰極保護(hù)法,C項(xiàng)正確;要采用電解原理保護(hù)金屬,應(yīng)將金屬與直流電源的負(fù)極相連,即作電解池的陰極,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:D第二十五頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)考向二

腐蝕的條件與腐蝕快慢的比較【例題3】

如圖,各燒杯中盛有海水,鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序?yàn)?)A.②①③④ B.④③①②C.④②①③ D.③②④①解析:②③④實(shí)質(zhì)均為原電池裝置。③中Fe為正極被保護(hù);②④中Fe為負(fù)極,均被腐蝕,但相對(duì)來說,Fe和Cu的金屬活動(dòng)性的差別比Fe和Sn的大,故Fe-Cu原電池中Fe被腐蝕得快;①中發(fā)生化學(xué)腐蝕。答案:C第二十六頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)規(guī)律方法點(diǎn)撥

不同條件下金屬腐蝕快慢的判斷(1)各種腐蝕的程度由大到小依次排列為:電解原理引起的腐蝕(即電解池的陽極)、原電池原理引起的腐蝕(即原電池的負(fù)極)、化學(xué)腐蝕、有防護(hù)措施的腐蝕(即電解池的陰極、原電池的正極及加有鍍層的金屬等)。(2)活動(dòng)性不同的兩金屬,其活動(dòng)性越強(qiáng),腐蝕得越快。(3)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來說,電解質(zhì)溶液濃度越大,腐蝕越快。(4)對(duì)同一種金屬來說,腐蝕快慢的規(guī)律如下:強(qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。第二十七頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)成功體驗(yàn)3鐵在下列情況下腐蝕最快的是()A.鐵放在海水中B.鐵和鋅連接放入海水中C.鐵和錫連接放入海水中D.鐵和錫連接放入淡水中解析:鐵放在海水中直接發(fā)生化學(xué)腐蝕;鐵和鋅連接放入海水中,鋅作負(fù)極,鐵作正極受到保護(hù);鐵和錫連接放入海水中,鐵作負(fù)極發(fā)生電化學(xué)腐蝕,速率最快;而鐵和錫連接放入淡水中,由于淡水中的離子濃度較小,所以腐蝕的速率比在海水中要慢。答案:C第二十八頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)1.下列關(guān)于電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕的說法正確的是(

)A.電化學(xué)腐蝕沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)B.化學(xué)腐蝕發(fā)生氧化還原反應(yīng)C.電化學(xué)腐蝕沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),化學(xué)腐蝕發(fā)生化學(xué)反應(yīng)D.電化學(xué)腐蝕有電子轉(zhuǎn)移,化學(xué)腐蝕沒有電子轉(zhuǎn)移解析:電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕實(shí)質(zhì)一樣,兩者都發(fā)生氧化還原反應(yīng),都是金屬失電子,被氧化,但電化學(xué)腐蝕構(gòu)成閉合回路,有電流產(chǎn)生,而化學(xué)腐蝕沒有產(chǎn)生電流。答案:B第二十九頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)2.鋼鐵在潮濕的空氣中往往發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而被腐蝕,下列方程式在鋼鐵的電化學(xué)腐蝕過程中不存在的是(

)答案:D第三十頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)3.鐵生銹是一種常見的自然現(xiàn)象,其主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe+3O2+xH2O2Fe2O3·xH2O。如圖為一放在水槽中的鐵架,水位高度如圖。最容易生銹的鐵架橫桿是(

)A.①

B.②C.③

D.④解析:④處沒有和電解質(zhì)溶液接觸,不能構(gòu)成原電池,銹蝕較慢;①②③處已與電解質(zhì)溶液接觸,但①②處含O2較少,所以③處腐蝕最快。答案:C第三十一頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)4.下列有關(guān)金屬的保護(hù)方法的說法中正確的是(

)A.常使用的快餐杯表面有一層搪瓷,搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用B.白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破損后,鐵皮的腐蝕仍很慢C.輪船的船殼水線以下常裝有一些鋅塊,這是利用了犧牲陰極的陽極保護(hù)法D.鋼鐵制造的暖氣管道外常涂有一層瀝青,這是鋼鐵的電化學(xué)保護(hù)法解析:A項(xiàng)中涂層破損后,鐵直接暴露在空氣中,因而搪瓷層不能對(duì)破損部分進(jìn)行保護(hù);B項(xiàng)中鍍層破損后由于鋅的金屬性比鐵強(qiáng),與鐵構(gòu)成原電池,鋅作負(fù)極,保護(hù)鐵不被腐蝕;C選項(xiàng)應(yīng)是犧牲陽極的陰極保護(hù)法;D項(xiàng)中應(yīng)是用瀝青作涂層的涂層保護(hù)法。答案:B第三十二頁，共36頁。重點(diǎn)難點(diǎn)探究重要考向探究隨堂檢測(cè)5.用鋁制飯盒盛放醋酸,一段時(shí)間后,飯盒被腐蝕,該種腐蝕屬于

,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

;若用鋁飯盒盛放食鹽(含水時(shí)),一