新人教版選擇性必修1第3節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)學(xué)案

第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)進(jìn)展目標(biāo)其緣由，生疏金屬腐蝕的主要類型，能正確書寫析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反響式。生疏金屬腐蝕產(chǎn)生的危害和影響,樹立防止金屬腐蝕的意識(shí)，熟知金屬腐蝕常用的防護(hù)方法。

體系構(gòu)建一、金屬的腐蝕金屬腐蝕(1〕現(xiàn)象.(2)由于與金屬接觸的氣體或液體物質(zhì)不同，發(fā)生腐蝕的狀況也不同,發(fā)生腐蝕的狀況也不同,一般金屬腐蝕可分為兩類：①化學(xué)腐蝕：金屬與其外表接觸的一些物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2等〕直接反響而引起的腐蝕。溫度對(duì)化學(xué)腐蝕的影響很大?；顫姷慕饘侔l(fā)生氧化反響而被腐蝕。鋼鐵的電化學(xué)腐蝕由于條件不同，鋼鐵腐蝕可分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕兩種類型.析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕示意圖鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖水膜環(huán)境在酸性環(huán)境中水膜酸性很弱或呈中性負(fù)極反響正極反響Fe示意圖鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖水膜環(huán)境在酸性環(huán)境中水膜酸性很弱或呈中性負(fù)極反響正極反響Fe－2e－===Fe2＋總反響2Fe－4e－===2Fe2＋O2＋4e－＋2H2O===4OH－4Fe〔OH)2＋O2＋2H2O===4Fe〔OH)3聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍以吸氧腐蝕為主。〔3)鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極都是鐵,失電子生成Fe2＋，而非Fe3＋。試驗(yàn)探究[試驗(yàn)4－3］(1〕試驗(yàn)1：將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘用飽和食鹽水浸泡一下，放入以以下圖所示的具支試管中。幾分鐘后,觀看導(dǎo)管中水柱的變化?，F(xiàn)象及緣由：試驗(yàn)1蝕。鐵釘發(fā)生的是吸氧腐蝕。(2)試驗(yàn)2：取兩支試管,分別放入兩顆鋅粒和等體積、等濃度的稀鹽酸，觀看現(xiàn)象。然后,1~2滴硫酸銅溶液，再觀看現(xiàn)象。的速率明顯加快.緣由是鋅置換出銅后構(gòu)成了銅鋅原電池，鋅作負(fù)極，腐蝕速率加快。二、金屬的防護(hù)轉(zhuǎn)變金屬材料的組成:在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優(yōu)異的合金.例如，把鉻、鎳等參與一般鋼中制成不銹鋼產(chǎn)品。在金屬外表掩蓋保護(hù)層:在金屬外表掩蓋致密的保護(hù)層，將金屬制品與四周物質(zhì)隔開.(1)在鋼鐵外表涂礦物性油脂、油漆或掩蓋搪瓷、塑料等物質(zhì)?！?)鉻、鎳等。(3〕工業(yè)上常利用一些溶液的氧化作用，在機(jī)器零件、周密儀器、槍炮等鋼鐵制件的外表上形成一層致密的黑色的四氧化三鐵薄膜?！?)利用陽極氧化處理鋁制品的外表,使之形成致密的氧化膜而鈍化。(5〕承受離子注入、外表滲鍍等方式在金屬外表可以形成穩(wěn)定的鈍化膜。3．電化學(xué)保護(hù)法犧牲陽極法①應(yīng)用原電池原理,讓被保護(hù)金屬做正極，一種活潑性較強(qiáng)的金屬做負(fù)極，用導(dǎo)線相連。犧牲陽極法示意圖②[4－4]試驗(yàn)驗(yàn)證試驗(yàn)1 Fe2＋與［Fe〔CN)6]3－反響生成帶有特征藍(lán)色的鐵氰化亞鐵沉淀：試驗(yàn)裝置按如以下圖連接好裝置；往Fe電極區(qū)滴入2滴黃色試驗(yàn)操作K3[Fe〔CN)6](鐵氰化鉀)溶液電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，F(xiàn)e電極上有氣泡產(chǎn)生,但往Fe電極四周滴試驗(yàn)現(xiàn)象K3［Fe〔CN〕6]溶液不顯特征藍(lán)色有關(guān)反響試驗(yàn)裝置按如以下圖連接好裝置；往Fe電極區(qū)滴入2滴黃色試驗(yàn)操作K3[Fe〔CN)6](鐵氰化鉀)溶液電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，F(xiàn)e電極上有氣泡產(chǎn)生,但往Fe電極四周滴試驗(yàn)現(xiàn)象K3［Fe〔CN〕6]溶液不顯特征藍(lán)色有關(guān)反響試驗(yàn)結(jié)論Zn、Fe和經(jīng)過酸化的NaCl溶液構(gòu)成原電池,鐵被保護(hù)未被腐蝕〔b)犧牲陽極法試驗(yàn)試驗(yàn)現(xiàn)象：a中溶液變紅色，b中鐵釘四周消滅藍(lán)色沉淀,銅絲四周溶液變紅色.〔2)外加電流法均放在電解質(zhì)溶液里,外接直流電源。外加電流法示意圖1．推斷正誤〔正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“ד〕.〔1)Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物。鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí),負(fù)極鐵失去電子生成Fe3＋。

〔×)(×〕在金屬外表掩蓋保護(hù)層，假設(shè)保護(hù)層破損后，就完全失去了對(duì)金屬的保護(hù)作用。 〔×〕(4)假設(shè)在海輪外殼上附著一些銅塊,則可以減緩海輪外殼的腐蝕.2．以下有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法正確的選項(xiàng)是( )A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)B．鐵遇冷濃硝酸外表鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕C．鋼管與銅管露天堆放在一起時(shí)，鋼管不易被腐蝕D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反響是Fe－3e－===Fe3＋

(×〕B[鋼管與電源正極相連,A項(xiàng)錯(cuò),BC項(xiàng)錯(cuò)誤;鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反響式為：Fe－2e－===Fe2＋,D項(xiàng)錯(cuò)誤。]3．試驗(yàn)探究(如以下圖?！?)假設(shè)棉團(tuán)浸有NH4Cl溶液，鐵釘發(fā)生 腐蝕，正極反響式為 右試管中現(xiàn)象是 。(2〕假設(shè)棉團(tuán)浸有NaCl 溶液,鐵釘發(fā)生 腐蝕,正極反響式為 右試管中現(xiàn)象是 。[答案］(1)析氫2H＋＋2e－===H2↑有氣泡冒出探究金屬的腐蝕與防護(hù)〔素養(yǎng)養(yǎng)成——宏觀辨識(shí)與微觀探析〕(2〕吸氧O2＋4e－＋2H2O===4OH探究金屬的腐蝕與防護(hù)〔素養(yǎng)養(yǎng)成——宏觀辨識(shí)與微觀探析〕NaCl的瓊脂熱溶液，冷卻后形成瓊膠〔離子在瓊膠內(nèi)可以移動(dòng)。a b［問題1] 依據(jù)所學(xué)學(xué)問分析a中你能觀看到什么現(xiàn)象?并解釋其緣由。［提示］銅絲四周呈現(xiàn)紅色。由于a中鐵比銅活潑,鐵作負(fù)極，發(fā)生氧化正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－a中銅絲四周呈現(xiàn)紅色。[問題2］ 依據(jù)所學(xué)學(xué)問分析b中你能觀看到什么現(xiàn)象?并解釋其緣由.[提示]鐵釘四周呈現(xiàn)紅色。b中鋁比鐵活潑，鋁作負(fù)極，發(fā)生氧化反響，3O2＋6H2O＋12e－===12OH－b中鐵釘四周呈現(xiàn)紅色。[問題3] a、b中鐵釘?shù)母g速率快慢是怎樣的?［提示] a中鐵釘腐蝕速率更快。金屬腐蝕快慢比較〔1)化學(xué)腐蝕〉有防護(hù)措施的腐蝕。(2)同一種金屬在一樣濃度不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的挨次為強(qiáng)電解質(zhì)溶液〉弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液?！?)有無保護(hù)措施的腐蝕快慢挨次：無保護(hù)措施的金屬腐蝕〉有確定保護(hù)措施的金屬腐蝕>犧牲陽極的陰極保護(hù)法引起的金屬腐蝕〉有外加電流的陰極保護(hù)法引起的金屬腐蝕.對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大,腐蝕速率越快。以下各種鍍有金屬保護(hù)層的鐵板,鍍層破損后在一樣的環(huán)境中，鐵板最易被腐蝕的是〔〕〕C．鍍銅鐵

鍍錫鐵(馬口鐵)D．鍍銀鐵D [鍍有金屬保護(hù)層的鐵板,在鍍層破損時(shí),與四周環(huán)境形成原電池。A中鍍被腐蝕，與正極金屬的活動(dòng)性相差越大,負(fù)極被腐蝕的速率越快,D］如以下圖，各燒杯中均盛的是海水，鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的挨次為〔 〕A．②①③④⑤⑥C．⑤④②①③⑥

B．⑤④③①②⑥D(zhuǎn)．⑤③②④①⑥[②③④均為原電池，③中Fe為正極，被保護(hù)；②④中Fe為負(fù)極，均被腐蝕,FeCu的金屬活動(dòng)性差異大于FeSnFe-CuFe被腐蝕的較快。⑤Fe接電源正極作陽極，Cu接電源負(fù)極作陰極的電解腐蝕，F(xiàn)e⑥Fe接電源負(fù)極作陰極,Cu接電源正極作陽極的電解腐蝕,防止了Fe的腐蝕.依據(jù)以上分析可知鐵在其中被腐蝕的速率由快到慢的挨次為⑤〉④〉②>①>③〉⑥］某探究小組用鐵釘被腐蝕的快慢試驗(yàn)來爭(zhēng)論防止鋼鐵腐蝕的方法.所用試劑有：材質(zhì)一樣的無銹鐵釘數(shù)個(gè)，食鹽水、碳酸水、植物油各多量，試驗(yàn)溫度為298K、308K，每次試驗(yàn)取用鐵釘?shù)臄?shù)量一樣.液體體積一樣且足量，用大小一樣的試管試驗(yàn)。(1)請(qǐng)完成以下試驗(yàn)設(shè)計(jì)表，并在試驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?duì)應(yīng)的試驗(yàn)編號(hào)：試驗(yàn) T/K用編號(hào) 液體① 298②③

用液體食鹽水

試驗(yàn)?zāi)康摹并?試驗(yàn)①和②探究不同電解質(zhì)溶液對(duì)鐵釘腐蝕快慢的影響(Ⅱ)試驗(yàn)①和 探究溫度對(duì)鐵釘腐蝕快慢的影響④ 〔Ⅲ)試驗(yàn)①和 質(zhì)溶液對(duì)鐵釘腐蝕快慢的影響〔2)請(qǐng)依據(jù)上述試驗(yàn)推斷以下有關(guān)鋼鐵制品防腐的說法正確的選項(xiàng)是 〔填字母。A．在鐵門、鐵窗外表涂上油漆B．自行車各部件因有防護(hù)涂層或電鍍等防腐措施，所以不需要停放在能遮雨的地方C．家用鐵制廚具每次用完后應(yīng)擦干放置在枯燥處D．把擋水鐵閘門與直流電源的正極連接且構(gòu)成回路，可削減鐵閘門的腐蝕速率[解析] 〔1)試驗(yàn)Ⅰ探究不同電解質(zhì)對(duì)鐵釘腐蝕快慢的影響,因此保證溫度不298選用碳酸水。試驗(yàn)Ⅱ影響，因此保證電解質(zhì)不變?nèi)詾槭雏}水，轉(zhuǎn)變溫度選308〕.試驗(yàn)Ⅲ298轉(zhuǎn)變?cè)嚬軆?nèi)液體〔選植物油。,正確；自行車放在枯燥處，不易形成原電池，能降低腐蝕速率，B錯(cuò)誤，C正確;D項(xiàng)擋水鐵閘門應(yīng)與直流電源的負(fù)極相連,使之作電解池的陰極,才能起到保護(hù)作用，D錯(cuò)誤。[答案] (1〕體①298食鹽水②298碳酸水(Ⅱ〕③③308食鹽水(Ⅲ)④(只要與前面③、④對(duì)應(yīng)即可〕④298植物油試管內(nèi)取用液試驗(yàn)編號(hào)T試管內(nèi)取用液試驗(yàn)編號(hào)T/K試驗(yàn)?zāi)康木空f明，鈦材的研磨外表吸氫量最多，其次為原始外表,而真空退火和酸洗外表最難吸氫。鈦材在大氣中氧化處理能有效防止吸氫.[問題1]閱讀材料分析，金屬鈦在酸性介質(zhì)還是堿性介質(zhì)中更易發(fā)生氫脆？〔宏觀辨識(shí)與微觀探析〕[提示] 酸性介質(zhì)。［問題2] 怎樣防止金屬態(tài)發(fā)生氫脆腐蝕？〔宏觀辨識(shí)與微觀探析〕［提示］鈦材料在大氣中氧化處理能有效防止吸氫。以下有關(guān)金屬腐蝕的說法中正確的選項(xiàng)是〔 )金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質(zhì)溶液進(jìn)展化學(xué)反響而損耗的過過程C．鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，負(fù)極吸取氧氣，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)一樣，但電化學(xué)腐蝕伴有電流產(chǎn)生D 蝕的本質(zhì)主要是金屬原子失電子被氧化腐蝕的內(nèi)因是金屬的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,外因是金屬與空氣、水和其他腐蝕性的物質(zhì)接觸，腐蝕主要包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕,所以A錯(cuò)誤；電化學(xué)腐蝕指不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)發(fā)生原電池反響而損耗的過程，不需要外加電流，所以B錯(cuò)誤;鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕,C］以下表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是〔 )A．原電池工作時(shí)的負(fù)極發(fā)生氧化反響B(tài)．在鍍件上電鍍鋅,用鋅作陽極C．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),外表水膜的pH增大電解精煉銅時(shí),同一時(shí)間內(nèi)陽極溶解銅的質(zhì)量與陰極析出銅的質(zhì)量一樣多D [原電池工作時(shí),負(fù)極發(fā)生氧化反響，正極發(fā)生復(fù)原反響，A正確；依據(jù)電鍍?cè)砜芍?鍍層金屬做陽極,在鍍件上電鍍鋅，則鋅作陽極，B正確；鋼鐵表pH增大C正確;電解精煉銅時(shí)，由于粗銅含有雜質(zhì)，所以開頭通電一段時(shí)間后,陽極溶解的銅的質(zhì)量比陰極析出的銅的質(zhì)量少,D錯(cuò)誤.］爭(zhēng)論電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如以下圖。以下有關(guān)說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是〔 )A．d為石墨，鐵片腐蝕加快B．d為石墨，石墨上電極反響為O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕D．d為鋅塊，鐵片上電極反響為2H＋＋2e－===H2↑[A項(xiàng)，由于活動(dòng)性：Fe〉石墨,所以鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，失去電子被氧化變?yōu)镕e2＋進(jìn)入溶液，溶解在海水中的氧氣在正極石墨上得到電子被復(fù)原，比沒有形成原電池時(shí)的速率快，正確；B項(xiàng)，d為石墨，由于是中性電解質(zhì),所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，石墨上氧氣得到電子，發(fā)生復(fù)原反響，鐵片不易被腐蝕，正確；D項(xiàng)，d為鋅塊，由于電解質(zhì)為中性環(huán)境，發(fā)生的是吸O2＋2H2O＋4e－===4OH－，錯(cuò)誤.］如圖為模擬鐵生銹的試驗(yàn)。鐵粉中均勻混有少量炭粉，撒入內(nèi)壁已分別用氯化鈉溶液和稀醋酸潤(rùn)濕過的甲、乙兩個(gè)具支試管中，翻開止水夾片刻后,以下有關(guān)該試驗(yàn)的說法合理的是〔〕甲 乙甲裝置導(dǎo)管口有氣泡,乙裝置導(dǎo)管內(nèi)消滅一段液柱B．甲裝置中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是析氫腐蝕C．乙裝置中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕D．乙裝置導(dǎo)管口有氣泡冒出D [甲圖中的電解質(zhì)溶液呈中性,所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，A、B兩項(xiàng)均錯(cuò);乙圖中的電解質(zhì)溶液呈酸性，發(fā)生的是析氫腐蝕，有氣體產(chǎn)生，C項(xiàng)錯(cuò),D項(xiàng)正確.]如以下圖，水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天后觀看：(1〕鐵釘在漸漸生銹,則鐵釘?shù)母g屬于 腐蝕〔填“化學(xué)”或“電化學(xué)”)。(2〕假設(shè)試管內(nèi)液面上升，則原溶液呈 性,發(fā)生 極反響