成才之路人教版化学选修4同步课件：4-4《金属的电化学腐蚀与防护 》
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新知识·导学探究
第四章 ·第四节
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·化学选修4(化学反应原理)
●新知导学 1．金属的电化学腐蚀 (1)金属腐蚀。 ①概念：金属或合金与周围的________物质发生 ________反应而引起损耗的现象。 ②实质：金属原子________电子变成阳离子的过程。即 金属发生了________反应。 ③类型：根据与金属________不同，可分为________腐 蚀和________腐蚀。
第四章 ·第四节
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③析氢腐蚀和吸氧腐蚀。 A．析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液________较强， 腐蚀过程中有________放出。 负极反应：________________________________； 正极反应：________________________________； 总反应：__________________________________。
第四章 ·第四节
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(2)化学腐蚀。 金属与接触到的________气体(如O2、Cl2、SO2等)或 ________液体(石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。腐 蚀的速率随温度升高而________。
第四章 ·第四节
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第四章 ·第四节
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2．(1)抗腐蚀的合金——不锈钢 (2)喷油漆、涂油脂、搪瓷 (3)①原电池 正极 负极 ②电解池 阴 阳 直流
第四章 ·第四节
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●自主探究 1．纯铁片放入稀硫酸中发生的是什么腐蚀？ 提示：化学腐蚀 2．铁在自然界中发生的腐蚀主要是哪类腐蚀？ 提示：主要是电化学腐蚀，其中以吸氧腐蚀为主。
电化学腐蚀(主要)
条 金属与非电解 水膜中溶有O2， 水膜酸性较强 件 质直接接触 呈极弱酸性或中性
现 无电流产生
象
有微弱电流产生
第四章 ·第四节
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化学腐蚀
电化学腐蚀(主要)
反应 式(以 2Fe＋3Cl2 铁腐蚀 ===2FeCl2 为例)
(3)电化学腐蚀。 ①概念：________的金属与________溶液接触时，会发 生________反应，比较________的金属________电子而被氧 化。 ②实例：在潮湿的空气里，钢铁的表面形成了一层 ________的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好构成了 ________。其中，________是负极，________是正极。
第四章 ·第四节
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4．电化学防护的实质是什么？ 提示：电化学防护的实质是把被保护的金属作原电池的 正极或电解池的阴极，不参与电极反应，从而不被氧化。
第四章 ·第四节
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新思新维思维··名名师师讲讲堂 堂
第四章 ·第四节
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金属的化学腐蚀与电化学腐蚀 ●教材点拨 1．化学腐蚀与电化学腐蚀比较
第四章 ·第四节
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化学腐蚀
电化学腐蚀(主要)
(2013·武汉测试)如图所示，水槽中试管内有一枚 铁钉，放置数天观察：
第四章 ·第四节
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(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________腐蚀。 (2)若试管内液面上升，则原溶液是________性，发生 ________腐蚀，电极反应：负极：________，正极： ________。 (3)若试管内液面下降，则原溶液呈________性，发生 ________腐蚀，电极反应：负极：________；正极： ________。
第四章 ·第四节
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最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下： __________________________________________________。
2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O。
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自我校对： 1．(1)①气体或液体 氧化还原 ②失去 氧化 ③接触的介质 化学 电化学 (2)干燥 非电解质 加快 (3)①不纯 电解质 原电池 活泼 失去
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耸立于美国纽约港外一个海岛上15层楼高的自由女神铜 像，历来被认为是美利坚合众国的象征。然而，经过近百年 的风风雨雨，它和人一样，已经生“病”了。自由女神铜像 近百年来一直受着一种“疾病”的折磨，那就是电化学腐 蚀。“自由女神”的外壳材料是铜，而支撑整个雕像的内支 架却是铁的，在它们之间仅用一层浸透油的毛毡隔开。随着 时光的流逝，那一层毛毡失去了隔离作用，而大西洋夹带着 盐分的潮湿空气不断地向自由女神进行攻击，无数的原电池
提示：(1)化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电 化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率也快得多。
(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀通常同时存在，但因为酸性较强 的环境不多，所以吸氧腐蚀较为普遍。
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●典例透析 下列关于金属腐蚀的说法正确的是( )
成才之路·化学
人教版 ·选修4(化学反应原理)
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
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第四章 电化学基础
第四章 电化学基础
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第四节 金属的电化学腐蚀与防护
第四章 ·第四节
负极：Fe－2e－===Fe2＋
正极：2H2O＋O2 正极：2H＋ ＋4e－===4OH－ ＋2e－===H2↑
两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学 联系
腐蚀更普遍，危害更大
第四章 ·第四节
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提示：只有在金属活动性顺序中位于氢前面的金属才可 能发生析氢腐蚀，位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀。
(3)电化学保护法： ①牺牲阳极的阴极保护法。 应用________原理，让被保护金属作________，另找一 种活泼性较强的金属作________。 ②外加电流的阴极保护法。 利用________原理，把被保护的钢铁设备作为______ 极，用惰性电极作为辅助________极。在电解质溶液里，接 外加________电源。
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B．吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜__________或呈 ________时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。电极反应 如下：
负极：____________________________________； 正极：____________________________________； 总反应：__________________________________。
秦始皇兵马俑一号坑在沉寂了24年后，考古学者对它进 行了第三次大规模发掘，同前两次一样，这一次也出土了大 量的青铜器，其中有的青铜兵器在地下埋藏两千多年，但出 土后依然光亮如新，锋利无比。这些兵器为什么会保存的完 整无损呢？在生产生活中如何保护金属制品不受腐蚀呢？
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②电解质溶液 原电池 铁 碳 ③酸性 H2 Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 酸性很弱 中性、碱性 2Fe－4e－===2Fe2＋ 2H2＋O2＋4e－===4OH－ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
不纯金属(或合金)跟接触到的电
金属跟接触到的物 解质溶液所发生的原电池反应，
定 质(一般是非电解 较活泼金属原子失去电子而被氧
义 质)直接发生化学 化引起的腐蚀
反应而引起的腐蚀 吸氧腐蚀(主要)
析氢腐蚀
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化学腐蚀
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3．(1)自行车淋雨后为什么更容易生锈？ (2)为了防锈，淋雨后的自行车应怎样处理？ 提示：(1)雨水中溶解了大量的硫和氮的氧化物，其酸性 较强，金属器件淋雨后更容易形成原电池而发生电化学腐 蚀。 (2)先用自来水冲洗，再用干抹布擦干。最好的在磨损的 地方涂少量润滑油。
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2．钢铁生锈的过程和特点 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀都是铁原子失电子生成Fe2 ＋。
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负极：Fe－2e－===Fe2＋ Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
【解析】 金属在潮湿的中性环境中易发生析氢腐蚀和吸 氧腐蚀两种电化学腐蚀，主要发生吸氧腐蚀。其腐蚀的本质都 是金属失电子，即M－ne－===Mn＋，所以A不正确，BD正确。 金属的化学腐蚀是金属直接接触到化学物质如酸、Cl2等发生腐 蚀，所以C不正确。
【答案】 BD
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2．金属的电化学防护 金属的防护一般有三条途径： (1)改变金属内部结构，如制成________________； (2)涂保护层，如______之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·化学选修4(化学反应原理)
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新情境·激趣入题 新知识·导学探究 3 新思维·名师讲堂
4 新考题·随堂自测 5 新提升·达标作业
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新情境·激趣入题
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成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·化学选修4(化学反应原理) 第四章 ·第四节
A．金属在潮湿空气中的腐蚀的实质是： M＋nH2O===M(OH)n＋n2H2↑ B．金属的化学腐蚀的实质是：M－ne－===Mn＋，电子直接 转移给氧化剂 C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D．在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐 蚀
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Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O
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Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈(Fe2O3·xH2O)，铁锈的形 成并不能阻止钢铁继续腐蚀。因为铁锈结构疏松，更容易吸 附空气中的水分使钢铁表面潮湿，钢铁反而更容易生锈。
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便在“自由女神”的身上形成了。这种原电池以铁为负极， 铜为正极，夹带盐分的湿空气正好在两极之问起着电解质溶 液的作用，结果加速了铁的腐蚀。面对自由女神雕像的腐蚀 问题，应采取什么措施和方法？
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●新知导学 1．金属的电化学腐蚀 (1)金属腐蚀。 ①概念：金属或合金与周围的________物质发生 ________反应而引起损耗的现象。 ②实质：金属原子________电子变成阳离子的过程。即 金属发生了________反应。 ③类型：根据与金属________不同，可分为________腐 蚀和________腐蚀。
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③析氢腐蚀和吸氧腐蚀。 A．析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液________较强， 腐蚀过程中有________放出。 负极反应：________________________________； 正极反应：________________________________； 总反应：__________________________________。
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(2)化学腐蚀。 金属与接触到的________气体(如O2、Cl2、SO2等)或 ________液体(石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。腐 蚀的速率随温度升高而________。
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2．(1)抗腐蚀的合金——不锈钢 (2)喷油漆、涂油脂、搪瓷 (3)①原电池 正极 负极 ②电解池 阴 阳 直流
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●自主探究 1．纯铁片放入稀硫酸中发生的是什么腐蚀？ 提示：化学腐蚀 2．铁在自然界中发生的腐蚀主要是哪类腐蚀？ 提示：主要是电化学腐蚀，其中以吸氧腐蚀为主。
电化学腐蚀(主要)
条 金属与非电解 水膜中溶有O2， 水膜酸性较强 件 质直接接触 呈极弱酸性或中性
现 无电流产生
象
有微弱电流产生
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化学腐蚀
电化学腐蚀(主要)
反应 式(以 2Fe＋3Cl2 铁腐蚀 ===2FeCl2 为例)
(3)电化学腐蚀。 ①概念：________的金属与________溶液接触时，会发 生________反应，比较________的金属________电子而被氧 化。 ②实例：在潮湿的空气里，钢铁的表面形成了一层 ________的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好构成了 ________。其中，________是负极，________是正极。
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4．电化学防护的实质是什么？ 提示：电化学防护的实质是把被保护的金属作原电池的 正极或电解池的阴极，不参与电极反应，从而不被氧化。
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金属的化学腐蚀与电化学腐蚀 ●教材点拨 1．化学腐蚀与电化学腐蚀比较
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化学腐蚀
电化学腐蚀(主要)
(2013·武汉测试)如图所示，水槽中试管内有一枚 铁钉，放置数天观察：
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(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________腐蚀。 (2)若试管内液面上升，则原溶液是________性，发生 ________腐蚀，电极反应：负极：________，正极： ________。 (3)若试管内液面下降，则原溶液呈________性，发生 ________腐蚀，电极反应：负极：________；正极： ________。
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最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下： __________________________________________________。
2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O。
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自我校对： 1．(1)①气体或液体 氧化还原 ②失去 氧化 ③接触的介质 化学 电化学 (2)干燥 非电解质 加快 (3)①不纯 电解质 原电池 活泼 失去
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耸立于美国纽约港外一个海岛上15层楼高的自由女神铜 像，历来被认为是美利坚合众国的象征。然而，经过近百年 的风风雨雨，它和人一样，已经生“病”了。自由女神铜像 近百年来一直受着一种“疾病”的折磨，那就是电化学腐 蚀。“自由女神”的外壳材料是铜，而支撑整个雕像的内支 架却是铁的，在它们之间仅用一层浸透油的毛毡隔开。随着 时光的流逝，那一层毛毡失去了隔离作用，而大西洋夹带着 盐分的潮湿空气不断地向自由女神进行攻击，无数的原电池
提示：(1)化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电 化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率也快得多。
(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀通常同时存在，但因为酸性较强 的环境不多，所以吸氧腐蚀较为普遍。
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●典例透析 下列关于金属腐蚀的说法正确的是( )
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负极：Fe－2e－===Fe2＋
正极：2H2O＋O2 正极：2H＋ ＋4e－===4OH－ ＋2e－===H2↑
两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学 联系
腐蚀更普遍，危害更大
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提示：只有在金属活动性顺序中位于氢前面的金属才可 能发生析氢腐蚀，位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀。
(3)电化学保护法： ①牺牲阳极的阴极保护法。 应用________原理，让被保护金属作________，另找一 种活泼性较强的金属作________。 ②外加电流的阴极保护法。 利用________原理，把被保护的钢铁设备作为______ 极，用惰性电极作为辅助________极。在电解质溶液里，接 外加________电源。
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B．吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜__________或呈 ________时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。电极反应 如下：
负极：____________________________________； 正极：____________________________________； 总反应：__________________________________。
秦始皇兵马俑一号坑在沉寂了24年后，考古学者对它进 行了第三次大规模发掘，同前两次一样，这一次也出土了大 量的青铜器，其中有的青铜兵器在地下埋藏两千多年，但出 土后依然光亮如新，锋利无比。这些兵器为什么会保存的完 整无损呢？在生产生活中如何保护金属制品不受腐蚀呢？
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②电解质溶液 原电池 铁 碳 ③酸性 H2 Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 酸性很弱 中性、碱性 2Fe－4e－===2Fe2＋ 2H2＋O2＋4e－===4OH－ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
不纯金属(或合金)跟接触到的电
金属跟接触到的物 解质溶液所发生的原电池反应，
定 质(一般是非电解 较活泼金属原子失去电子而被氧
义 质)直接发生化学 化引起的腐蚀
反应而引起的腐蚀 吸氧腐蚀(主要)
析氢腐蚀
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化学腐蚀
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3．(1)自行车淋雨后为什么更容易生锈？ (2)为了防锈，淋雨后的自行车应怎样处理？ 提示：(1)雨水中溶解了大量的硫和氮的氧化物，其酸性 较强，金属器件淋雨后更容易形成原电池而发生电化学腐 蚀。 (2)先用自来水冲洗，再用干抹布擦干。最好的在磨损的 地方涂少量润滑油。
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2．钢铁生锈的过程和特点 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀都是铁原子失电子生成Fe2 ＋。
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负极：Fe－2e－===Fe2＋ Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
【解析】 金属在潮湿的中性环境中易发生析氢腐蚀和吸 氧腐蚀两种电化学腐蚀，主要发生吸氧腐蚀。其腐蚀的本质都 是金属失电子，即M－ne－===Mn＋，所以A不正确，BD正确。 金属的化学腐蚀是金属直接接触到化学物质如酸、Cl2等发生腐 蚀，所以C不正确。
【答案】 BD
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2．金属的电化学防护 金属的防护一般有三条途径： (1)改变金属内部结构，如制成________________； (2)涂保护层，如______之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·化学选修4(化学反应原理)
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A．金属在潮湿空气中的腐蚀的实质是： M＋nH2O===M(OH)n＋n2H2↑ B．金属的化学腐蚀的实质是：M－ne－===Mn＋，电子直接 转移给氧化剂 C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D．在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐 蚀
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Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O
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Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈(Fe2O3·xH2O)，铁锈的形 成并不能阻止钢铁继续腐蚀。因为铁锈结构疏松，更容易吸 附空气中的水分使钢铁表面潮湿，钢铁反而更容易生锈。
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便在“自由女神”的身上形成了。这种原电池以铁为负极， 铜为正极，夹带盐分的湿空气正好在两极之问起着电解质溶 液的作用，结果加速了铁的腐蚀。面对自由女神雕像的腐蚀 问题，应采取什么措施和方法？
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