高中化学第四章电化学基础4.4金属的电化学腐蚀与防护学案设计新人教版选修40325124.docx

第四节金属的电化学腐蚀与防护
学习目标
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,及金属发生电化学腐蚀的电极反应式的书写。

3.掌握金属防护的方法。

学习过程
一、金属的电化学腐蚀
(一)金属腐蚀
1.定义:金属与周围的气体或者液体物质发生而引起损耗的现象。

2.本质:M-n e-M n+(氧化反应)。

3.类型:一般可分为腐蚀和腐蚀。

(二)化学腐蚀
1.定义:金属与接触到的干燥气体(如、、等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。

2.影响因素:温度越高,化学腐蚀的速度越。

(三)电化学腐蚀
1.定义:不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生反应, 的金属失去电子而被的腐蚀。

如在潮湿的空气中生锈。

2.钢铁的电化学腐蚀:
(1)吸氧腐蚀:中性或酸性很弱条件下易发生。

Ⅰ
负极:2Fe-4e-2Fe2+
正极:O2+2H2O+4e-4OH-
总反应:2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2
进一步反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
2Fe(OH)3Fe2O3·x H2O+(3-x)H2O (2)析氢腐蚀:在酸性环境中易发生。

Ⅱ
负极:Fe-2e-Fe2+
正极:2H++2e-H2↑
总反应:Fe+2H+Fe2++H2↑
(3)析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较:
(四)化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
二、金属的电化学防护
(一)防护方法
1.牺牲阳极的阴极保护法
(1)原理:原电池原理。

原电池的负极(阳极)的金属被腐蚀;原电池的正极(阴极)的金属被保护。

(2)装置示意图:
【科学探究】实验验证牺牲阳极的阴极保护法。

实验操作
2.外加电流阴极保护法
(1)原理:电解池原理。

(2)装置示意图:
3.改变金属的内部结构(如钢制成不锈钢)。

4.覆盖保护膜(涂油漆、电镀、钝化等)。

(二)金属被保护的效果比较
外加电流的阴极保护法>牺牲阳极的阴极保护法>一般保护
三、影响金属腐蚀快慢比较
1.金属作原电池正极、电解池阴极时受到保护;
2.在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法>外加电流的阴极保护法
随堂检测
1.下列有关纯铁的描述正确的是( )
A.熔点比生铁的低
B.与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的大
C.在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀
D.在冷的浓硫酸中可钝化
2.下列叙述中正确的是( )
①锌与稀硫酸反应制取氢气,加入少量硫酸铜溶液能加快反应②镀层破坏后,白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀③钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·x H2O
A.都正确
B.①③
C.①
D.②③
3.下列事实不能用电化学原理解释的是( )
A.常温条件下,在空气中铝不容易被腐蚀
B.镀层破损后,镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐蚀
C.用锌与硫酸反应制氢气时,往硫酸中滴少量硫酸铜
D.远洋海轮的尾部装上一定数量的锌板
4.X、Y、Z、M代表四种金属,金属X和Y用导线连接放入稀硫酸中,X溶解,Z上有氢气放出;若电解Y2+离子和Z2+离子共存的溶液时,Y先析出;又知M2+离子的氧化性强于Y2+离子。

则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
A.X>Z>Y>M
B.X>Y>Z>M
C.M>Z>X>Y
D.X>Z>M>Y
5.钢铁在锈蚀过程中,下列5种变化可能发生的是( )
①Fe由+2价转化为+3价②O2被还原③产生H2④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·x H2O ⑤
杂质碳被氧化除去
A.①②
B.③④
C.①②③④
D.①②③④⑤
6.如图所示的装置,在盛水的烧杯中,铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝,使之平衡。

小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液。

(1)片刻后可看到悬吊的金属圈(填序号)。

A.铁圈和银圈左右摇摆不定
B.保持平衡状态不变
C.铁圈向下倾斜
D.银圈向下倾斜
(2)产生上述现象的原因是。

参考答案
学习过程
一、
(一)1.氧化还原反应
3.电化学化学
(二)1.O2、Cl2、SO2
2.快
(三)1.原电池比较活泼氧化钢铁
2.(3)
Fe-2e-F e2Fe-4e-2F e
2H++2e-H2↑2H2O+O2+4e-4OH-
Fe+2H+Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2
(四)
二、 【科学探究】
实验结论 (1)Zn 、Fe 和经过酸化的NaCl 溶液构成原电池;
(2)电极反应:负极:Zn-2e
-
Zn 2+,正极:2H ++2e
-
H 2↑;
(3)该装置中铁未被腐蚀
随堂检测
1.D
2.B
3.A
4.A
5.C
6.(1)D (2)铁圈、银圈和硫酸铜溶液形成原电池,在正极银圈上有铜生成,质量增大,负极铁圈有损耗,质量减少
精美句子
1、善思则能“从无字句处读书”。

读沙漠，读出了它坦荡豪放的胸怀；读太阳，读出了它普照万物的无私；读春雨，读出了它润物无声的柔情。

读大海，读出了它气势磅礴的豪情。

读石灰，读出了它粉身碎骨不变色的清白。

2、幸福幸福是“临行密密缝，意恐迟迟归”的牵挂；幸福是“春种一粒粟，秋收千颗子”的收获. 幸福是“采菊东篱下，悠然见南山”的闲适；幸福是“奇闻共欣赏，疑义相与析”的愉悦。

幸福是“随风潜入夜，润物细无声”的奉献；幸福是“夜来风雨声，花落知多少”的恬淡。

幸福是“零落成泥碾作尘，只有香如故”的圣洁。

幸福是“壮志饥餐胡虏肉，笑谈渴饮匈奴血”的豪壮。

幸福是“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的胸怀。

幸福是“人生自古谁无死，留取丹心照汗青”的气节。

3、大自然的语言丰富多彩：从秋叶的飘零中，我们读出了季节的变换；从归雁的行列中，我读出了集体的力量；从冰雪的消融中，我们读出了春天的脚步；从穿石的滴水中，我们读出了坚持的可贵；从蜂蜜的浓香中，我们读出了勤劳的甜美。

4、成功与失败种子，如果害怕埋没，那它永远不能发芽。

鲜花，如果害怕凋谢，那它永远不能开放。

矿石，如果害怕焚烧（熔炉），那它永远不能成钢（炼成金子）。

蜡烛，如果害怕熄灭（燃烧），那它永远不能发光。

航船，如果害怕风浪，那它永远不能到达彼岸。

5、墙角的花，当你孤芳自赏时，天地便小了。

井底的蛙，当你自我欢唱时，视野便窄了。

笼中的鸟，当你安于供养时，自由便没了。

山中的石！当你背靠群峰时，意志就坚了。

水中的萍！当你随波逐流后，根基就没了。

空中的鸟！当你展翅蓝天中，宇宙就大了。

空中的雁！当你离开队伍时，危险就大了。

地下的煤！你燃烧自己后，贡献就大了
6、朋友是什么？
朋友是快乐日子里的一把吉它，尽情地为你弹奏生活的愉悦；朋友是忧伤日子里的一股春风，轻轻地为你拂去心中的愁云。

朋友是成功道路上的一位良师，热情的将你引向阳光的地带；朋友是失败苦闷中的一盏明灯，默默地为你驱赶心灵的阴霾。

7、一粒种子，可以无声无息地在泥土里腐烂掉，也可以长成参天的大树。

一块铀块，可以平庸无奇地在石头里沉睡下去，也可以产生惊天动地的力量。

一个人，可以碌碌无为地在世上厮混日子，也可以让生命发出耀眼的光芒。

8、青春是一首歌，她拨动着我们年轻的心弦；青春是一团火，她点燃了我们沸腾的热血；青春是一面旗帜，她召唤着我们勇敢前行；青春是一本教科书，她启迪着我们的智慧和心灵。