高中化学主题4认识生活中的材料课题4金属制品的防护课件4鲁科版
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三、自行车中的合金材料 1.不锈钢是通过改变金属的组成和结构来提高自身耐腐蚀性的 合金。目前,科学家们已发明了各种有针对性耐腐蚀的合金钢。 2.自行车选材主要指标为重量轻、耐腐蚀、强度高和减震性能 好。 3.几种常见合金 (1)铁合金:优点是使车架变轻,缺点是笨重、易腐蚀。 (2)铝合金:优点是质轻、成本低、易加工、机械性高。 (3)钛合金:优点是重量轻、强度高、韧性好、耐腐蚀。 (4)镁合金:优点是质轻。
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一、自行车金属部件为什么易被腐蚀
1.自行车被腐蚀的原理:制造自行车的金属是钢铁。钢铁并不是 纯铁,而是铁的合金,其中含有少量的碳,镀层破损后,在潮湿的空气 中,暴露出的钢铁部件表面就会形成一层水膜,这层水膜与铁和碳可 以组成无数微小的原电池。水膜溶有 CO2 等物质,是电解质溶液;活 泼的铁相当于微小原电池的负极,电极反应为 2Fe-4e- 2Fe2+;碳是 微小原电池的正极,电极反应为 2H2O+O2+4e- 4OH-。原电池反应 为 2Fe+2H2O+O2 2Fe(OH)2。原电池反应生成的产物进一步被氧 化的化学方程式为 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。三氧化二铁 是铁被腐蚀所生成的铁锈的主要成分。
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二、自行车金属部件的防腐蚀 1.金属部件加防护层: (1)给车架、挡泥板、车后座烤漆; (2)给链条涂上机油,给轴承涂上凡士林; (3)将车把、车圈、车辐条进行电镀; (4)将车座弹簧用一层“烤蓝”保护。 2.镀锌是最常见的电镀工艺,广泛应用于钢铁制品的防腐蚀,原因 是镀层破损后,由于锌比铁活泼,腐蚀时先腐蚀锌。 3.根据电化学原理,只要将要保护的金属与比它活泼的金属相连 构成原电池,便可以使要保护的金属不被腐蚀,这就是牺牲阳极的 阴极保护法。各种防腐措施都是为了阻止需要保护的金属失去电 子被氧化为金属阳离子。
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预习交流3 合金有什么特点? 答案:特点是:合金比它的成分金属具有更多良好的物理、化学 或机械等方面的性能。一般地说,合金的熔点比它的各成分金属的 熔点都低。
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问题导学 即时检测 一 二 三
一、金属的腐蚀 活动与探究 市场上出售的“热敷袋”其主要成分为铁屑、炭粉、木屑和少量 氯化钠、水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝,启用 时打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量,使用完后,会发现有大量铁 锈存在,请回答下列问题: (1)“热敷袋”产生热量的来源是
间很短,显然不是铁的缓慢氧化所能形成的现象。此时,再分析“热敷
袋”中的原料成分,会很容易想到铁的吸氧腐蚀,即“热敷袋”内发生
的是原电池反应,其中铁作负极,炭粉作正极,NaCl 与水构成了电解
质溶液,轻轻揉搓的作用是使铁屑与炭粉、氯化钠与水充分接触,以
促使原电池反应的发生,“热敷袋”内主要发生以下反应:Fe-2e-
(3)NaCl 溶于水,形成电解质溶液,增强导电性
(4) Fe-2e-
Fe2+ ,2H2O+O2+4e-
4OH-,Fe2++2OH-
Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3,2Fe(OH)3 Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O
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问题导学 即时检测 一 二 三
迁移与应用 如图,烧杯中试管内有一枚铁钉,放置数天观察:
Fe2+ ,2H2O+O2+4e-
4OH-,Fe2++2OH-
Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O。
4Fe(OH)3,2Fe(OH)3
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问题导学 即时检测 一 二 三
答案:(1)铁被氧化放出的热量
(2)与铁屑、NaCl 溶液构成原电池,加速铁被氧化
(1)铁钉在逐渐生锈,则铁钉的腐蚀属于
(2)若试管内液面上升,则原溶液呈
电极反应:负极
;正
极
。
(3)若试管内液面下降,则原溶液呈
极
,正极
腐蚀。
,发生
腐蚀,
性,电极反应:负 。
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问题导学 即时检测 一 二 三
解析:根据原电池的构成条件可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀, 试管内液面上升,说明试管内压强减小,试管内气体被吸收所致,是 铁钉吸氧腐蚀的结果,据此写出电极反应;试管内液面下降,说明试 管内气体压强变大,试管内产生了新气体所致,是铁钉析氢腐蚀的 结果,据此写出电极反应。
。 (2)炭粉的主要作用是 。 (3)加入NaCl的主要作用是 。 (4)写出生成铁锈的有关方程式(按生成过程分步写,不可合并成 总式): 。
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问题导学 即绝,启用后却要打开揉搓,说明
有空气参与了“热敷袋”内的反应。反应后有大量铁锈生成,说明有
O2 参加,而放出的热量应是铁被氧化时释放的,从启用到放出热量时
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预习交流2 如何“烤蓝”?其原理是什么呢? 答案:铁器件“烤蓝”要使用发蓝液。其方法是:将铁放入50 g NaOH、10 g NaNO3、3 g NaNO2及100 mL 水所得到的溶液中,加 热煮沸20 min,用水洗净,即看到有Fe3O4保护层生成。其原理是利 用Fe在碱性溶液中更容易被一些氧化性并不强的氧化剂氧化生成 钝化膜。
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预习交流1 你认为影响金属腐蚀的主要因素有哪些呢? 答案:(1)金属的性质:金属越活泼,就越容易失去电子而被腐蚀,如 果金属中能导电的杂质不如该金属活泼,则容易形成原电池而使金 属发生电化学腐蚀。(2)介质:活泼金属在强电解质溶液中腐蚀得 较快。(3)氧化剂:氧化剂的氧化性越强,金属腐蚀得越快。
2.电化学腐蚀:指金属在有电解质溶液存在情况下通过原电池 反应发生的腐蚀。
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3.化学腐蚀:指金属与氧化剂直接接触而被腐蚀的过程。高温下, 钢铁与氯气接触生成氯化铁,铜在加热条件下生成黑色的氧化铜, 都属于化学腐蚀。
4.金属腐蚀:本质是金属原子失去电子变成金属阳离子,在此过程 中金属被氧化。
课题4 金属制品的防护
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1.了解金属腐蚀的本质及分类,特别是电化学腐蚀 的原理。 2.明确金属防护的方法,培养学生分析并解决生活 中实际问题的能力。 3.切实感受金属及合金在国家建设及社会生活中 的重要作用,形成爱护资源、科学利用资源的正确 思想 1.电化学腐蚀的原因。 2.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式
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三、自行车中的合金材料 1.不锈钢是通过改变金属的组成和结构来提高自身耐腐蚀性的 合金。目前,科学家们已发明了各种有针对性耐腐蚀的合金钢。 2.自行车选材主要指标为重量轻、耐腐蚀、强度高和减震性能 好。 3.几种常见合金 (1)铁合金:优点是使车架变轻,缺点是笨重、易腐蚀。 (2)铝合金:优点是质轻、成本低、易加工、机械性高。 (3)钛合金:优点是重量轻、强度高、韧性好、耐腐蚀。 (4)镁合金:优点是质轻。
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一、自行车金属部件为什么易被腐蚀
1.自行车被腐蚀的原理:制造自行车的金属是钢铁。钢铁并不是 纯铁,而是铁的合金,其中含有少量的碳,镀层破损后,在潮湿的空气 中,暴露出的钢铁部件表面就会形成一层水膜,这层水膜与铁和碳可 以组成无数微小的原电池。水膜溶有 CO2 等物质,是电解质溶液;活 泼的铁相当于微小原电池的负极,电极反应为 2Fe-4e- 2Fe2+;碳是 微小原电池的正极,电极反应为 2H2O+O2+4e- 4OH-。原电池反应 为 2Fe+2H2O+O2 2Fe(OH)2。原电池反应生成的产物进一步被氧 化的化学方程式为 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。三氧化二铁 是铁被腐蚀所生成的铁锈的主要成分。
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二、自行车金属部件的防腐蚀 1.金属部件加防护层: (1)给车架、挡泥板、车后座烤漆; (2)给链条涂上机油,给轴承涂上凡士林; (3)将车把、车圈、车辐条进行电镀; (4)将车座弹簧用一层“烤蓝”保护。 2.镀锌是最常见的电镀工艺,广泛应用于钢铁制品的防腐蚀,原因 是镀层破损后,由于锌比铁活泼,腐蚀时先腐蚀锌。 3.根据电化学原理,只要将要保护的金属与比它活泼的金属相连 构成原电池,便可以使要保护的金属不被腐蚀,这就是牺牲阳极的 阴极保护法。各种防腐措施都是为了阻止需要保护的金属失去电 子被氧化为金属阳离子。
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预习交流3 合金有什么特点? 答案:特点是:合金比它的成分金属具有更多良好的物理、化学 或机械等方面的性能。一般地说,合金的熔点比它的各成分金属的 熔点都低。
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一、金属的腐蚀 活动与探究 市场上出售的“热敷袋”其主要成分为铁屑、炭粉、木屑和少量 氯化钠、水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝,启用 时打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量,使用完后,会发现有大量铁 锈存在,请回答下列问题: (1)“热敷袋”产生热量的来源是
间很短,显然不是铁的缓慢氧化所能形成的现象。此时,再分析“热敷
袋”中的原料成分,会很容易想到铁的吸氧腐蚀,即“热敷袋”内发生
的是原电池反应,其中铁作负极,炭粉作正极,NaCl 与水构成了电解
质溶液,轻轻揉搓的作用是使铁屑与炭粉、氯化钠与水充分接触,以
促使原电池反应的发生,“热敷袋”内主要发生以下反应:Fe-2e-
(3)NaCl 溶于水,形成电解质溶液,增强导电性
(4) Fe-2e-
Fe2+ ,2H2O+O2+4e-
4OH-,Fe2++2OH-
Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3,2Fe(OH)3 Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O
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Fe2+ ,2H2O+O2+4e-
4OH-,Fe2++2OH-
Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O。
4Fe(OH)3,2Fe(OH)3
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答案:(1)铁被氧化放出的热量
(2)与铁屑、NaCl 溶液构成原电池,加速铁被氧化
(1)铁钉在逐渐生锈,则铁钉的腐蚀属于
(2)若试管内液面上升,则原溶液呈
电极反应:负极
;正
极
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(3)若试管内液面下降,则原溶液呈
极
,正极
腐蚀。
,发生
腐蚀,
性,电极反应:负 。
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问题导学 即时检测 一 二 三
解析:根据原电池的构成条件可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀, 试管内液面上升,说明试管内压强减小,试管内气体被吸收所致,是 铁钉吸氧腐蚀的结果,据此写出电极反应;试管内液面下降,说明试 管内气体压强变大,试管内产生了新气体所致,是铁钉析氢腐蚀的 结果,据此写出电极反应。
。 (2)炭粉的主要作用是 。 (3)加入NaCl的主要作用是 。 (4)写出生成铁锈的有关方程式(按生成过程分步写,不可合并成 总式): 。
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问题导学 即绝,启用后却要打开揉搓,说明
有空气参与了“热敷袋”内的反应。反应后有大量铁锈生成,说明有
O2 参加,而放出的热量应是铁被氧化时释放的,从启用到放出热量时
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预习交流2 如何“烤蓝”?其原理是什么呢? 答案:铁器件“烤蓝”要使用发蓝液。其方法是:将铁放入50 g NaOH、10 g NaNO3、3 g NaNO2及100 mL 水所得到的溶液中,加 热煮沸20 min,用水洗净,即看到有Fe3O4保护层生成。其原理是利 用Fe在碱性溶液中更容易被一些氧化性并不强的氧化剂氧化生成 钝化膜。
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预习交流1 你认为影响金属腐蚀的主要因素有哪些呢? 答案:(1)金属的性质:金属越活泼,就越容易失去电子而被腐蚀,如 果金属中能导电的杂质不如该金属活泼,则容易形成原电池而使金 属发生电化学腐蚀。(2)介质:活泼金属在强电解质溶液中腐蚀得 较快。(3)氧化剂:氧化剂的氧化性越强,金属腐蚀得越快。
2.电化学腐蚀:指金属在有电解质溶液存在情况下通过原电池 反应发生的腐蚀。
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3.化学腐蚀:指金属与氧化剂直接接触而被腐蚀的过程。高温下, 钢铁与氯气接触生成氯化铁,铜在加热条件下生成黑色的氧化铜, 都属于化学腐蚀。
4.金属腐蚀:本质是金属原子失去电子变成金属阳离子,在此过程 中金属被氧化。
课题4 金属制品的防护
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1.了解金属腐蚀的本质及分类,特别是电化学腐蚀 的原理。 2.明确金属防护的方法,培养学生分析并解决生活 中实际问题的能力。 3.切实感受金属及合金在国家建设及社会生活中 的重要作用,形成爱护资源、科学利用资源的正确 思想 1.电化学腐蚀的原因。 2.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式