邳州市第二中学2013年高中化学选修四课件课题4 金属制品的防护

要点归纳 1．金属防护方法
2．金属电化学防护方法比较 电化学 牺牲阳极保护法 防护 依据 原电池原理 形成原电池时，被 保护金属作正极(阴 极)，不反应受到保 护；活泼金属作负 极(阳极)，发生反 应受到腐蚀。阳极 要定期予以更换 阴极电保护法 电解池原理 将被保护金属与另 一附加电极作为电 解池的两个极，使 被保护金属作阴极， 在外加直流电的作 用下使阴极得到保 护
锌块法保护，效果良好；水闸位置固定宜采
用外加电流的阴极保护法；吊车塔架只求坚
固防锈且经济，故涂漆保护就可以了；门窗框从 轻便美观考虑，可选用铝合金材料。 【答案】 ① ④ ② ⑥ ⑦ ⑤ ③ 【名师点睛】 在解决关于金属腐蚀的题目时，
要注意总结物质的特殊性与一般性的关系，如合
金中的两种金属活泼性不同，按原电池的形成条
负极材料 负极反应
2H＋＋2e－ 正极反应 ===H2↑
Fe Fe－2e－===Fe2＋
O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
总反应
2Fe＋2H2O＋ O2===2Fe(OH)2 ＋ Fe＋2H 4Fe(OH)2＋2H2O＋ ===Fe2＋＋ O2===4Fe(OH)3 H2↑ 2Fe(OH)3===Fe2O3 ＋3H2O 铁锈(Fe2O3的复杂水合物) 吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍
所以铁腐蚀由快到慢的顺序为⑤>④>①>②>
③>⑥。
答案：⑤>④>①>②>③>⑥
5．我们炒过菜的铁锅几天后“锈迹斑斑”， 试问发生了什么变化？ 解析：主要发生了吸氧腐蚀。 答案：铁锅中发生了原电池反应，铁做负极， 铁锅中的碳做正极，菜汁盐水做电解质溶液： 2Fe－4e－===2Fe2＋，O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－，因此，2Fe＋O2＋ 2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋ 2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3分解生成铁锈。
金
解析：选D。本题以我国国宝圆明园鼠首和兔 首铜像为素材考查金属的保护和合金的概念，
最有可能是改变了金属内部结构(形成合金)，
从而防止了金属的腐蚀。
3．(2012· 潍坊高二模块检测)下列叙述错误的 是( ) A．锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸 铜粉末能加快反应速率 B．白铁(镀锌铁)镀层破损后即失去保护作用
解析：①中由于水中溶解了氧气，铁与杂质 碳会形成原电池，发生电化学腐蚀；②中铁 在油中，氧气难以溶解，无电解质溶液，不 能形成原电池；③、④都形成原电池，但③ 中铁为正极，受到保护，④中铁为负极，被
氧化；⑤、⑥都形成电解池，⑤中铁与电源
的正极相连，做阳极，氧化速率增大；⑥中 铁与电源的负极相连，做阴极，受到保护。
最终腐 蚀产物 普遍性
即时应用
1．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原 电池反应为：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe2＋＋ 4OH－。以下说法正确的是( ) A．负极发生的反应为：Fe－2e－===Fe2＋ B．正极发生的反应为：2H2O＋O2＋2e－ ===4OH－ C．原电池是将电能转变为化学能的装置
B．金属的电化学腐蚀的实质是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
【思路点拨】 解答此题正确分析两种腐蚀 金属与其他物质 直接氧化反应 (1)化学腐蚀：不是电解质溶液 无电流产生 金属被氧化； ― → ― 不纯金属或合金 发生原电池反应 (2)电化学腐蚀： 电解质溶液 有电流产生 活泼金属被氧化。 ― → ―
三、自行车中的合金材料 金属 1．合金：由______与其他金属或非金属熔合 而成的具有金属特性的物质。 2．合金与其成分金属相比：具有良好的物理、 化学 ______和机械性能。
3．自行车中常用的合金材料：铁合金、
_________、钛合金、镁合金。 铝合金
想一想 2．镁合金的优良性能有哪些？
【解析】
A项，金属在潮湿空气中的腐蚀以
吸氧腐蚀为主。C项，金属的化学腐蚀需接触 氧化性气体或氧化性物质，不是必须在酸性 条件下，且金属失去电子被氧化，电子直接 转移给氧化剂。
【答案】
D
金属腐蚀快慢的比较
【规律方法】
金属在不同条件下的腐蚀速率不同，一般规
律：电解池阳极>原电池负极>普通单一金属>
有防护措施的。
原理
电化学 牺牲阳极保护法 防护
阴极电保护法
应用
一些钢铁设备如 锅炉内壁、船体 外壳等装上镁合 金或锌片
土壤、海水及水 中的金属设备
电化 学防 牺牲阳极保护法 护
阴极电保护法
实例 示意 图
即时应用 2．有关金属腐蚀的防护，下列说法中不正确
的是(
)
A．可在铁制品表面涂喷油漆防护 B．铝制容器表面形成氧化膜，使铝的抗蚀性 增强 C．在轮船尾部镶嵌锌块可防止船体受损
要点突破讲练互动
要点1 析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较
影响金属腐蚀的因素有哪ห้องสมุดไป่ตู้？ 探究导引1
提示：(1)金属的性质，(2)介质，(3)氧化剂。
探究导引2 哪些金属可以发生析氢腐蚀？
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。
要点归纳 析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较 析氢腐蚀 形成条件 水膜酸性较 强 吸氧腐蚀 水膜酸性很弱或呈 中性
2．本质：金属原子失去电子生成
_____________：(R－ne－===Rn＋)。 金属阳离子
3．金属腐蚀的分类 (1)化学腐蚀：金属与氧化剂直接接触而被腐
蚀的过程。
zxxkw
(2)电化学腐蚀：金属在有电解质溶液存在的 情况下通过____________发生的腐蚀。特点： 原电池反应 电流 伴有微弱的_______产生。
件与原理，在电解质溶液中一般情况下能发生原 电池反应，而使金属腐蚀速率加快，但加入镍、
铬等金属的合金却耐腐蚀，这是特性。
课堂达标即时巩固
1．钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化
学腐蚀时，正极的反应式为( A．Fe－2e－===Fe2＋ B．2H＋＋2e－===H2↑ C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－ )
D．Fe－3e－===Fe3＋
解析：选C。吸氧腐蚀正极反应是O2得电子发 生还原反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。
2．如图是在法国拍卖会拍卖的我国圆明园兽 首——兔首和鼠首，拍卖台上渴望回家的铜 器兔首和鼠首看上去仍熠熠生辉。下列对其 原因的分析，最可能的是( )
A．它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金 B．环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸 雨溶液洗去 C．铜的活动性比氢弱，因此不易被氧化 D．它们是含一定比例金、银、锡、锌的铜合
选用的材料或保护的方法
【思路点拨】
解答此题注意以下两点：
(1)理论联系实际。 (2)结合日常观察、综合分析。 【解析】 菜刀接触潮湿较多，且要求机械 强度大，清洁卫生等，故选不锈钢；楼梯扶
手、护栏等要求安全美观，经济实惠，故选
镀铬铁管；水桶处于潮湿环境，且摩擦碰撞 较多，故选镀锌铁皮；航海轮船则采用镶嵌
解析：(1)若水面上升，说明试管内压强减小，
试管内气体参与了铁的腐蚀，故铁发生吸氧腐 蚀。(2)若液面下降，说明试管内气体增多，压
强增大，故为析氢腐蚀，电解质溶液为酸性。
答案：(1)中性或弱酸性 ===Fe2＋
吸氧
Fe－2e－
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)酸 析氢 Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－ ===H2↑
解析：选C。A、B、D项都因原电池原理而被
腐蚀，A、D项是析氢腐蚀，B项是吸氧腐蚀,
C项中铁球被Cu保护，不易腐蚀。
3．(2012· 潍坊高二模块检测)
如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置 数天后观察。
(1)若液面上升，则溶液呈________性，发生
__________腐蚀，电极反应式：负极 ____________，正极____________。 (2)若液面下降，则溶液呈________性，发生 ________腐蚀，电极反应式：负极________， 正极________。
zxxkw
提示：质轻，在增强交通工具的架构强度、 减轻重量、增强安全性、节约能源、抗冲击 和抗振动等方面有很大优势。
自主体验 1．如图所示自行车各部件防腐措施不恰当的
是(
)
A．涂机油
B．烤漆
C．镀锌
D．镀铬
解析：选A。车把涂机油不恰当，因为车把是手
必须接触的部位。
2．相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀 的是( )
想一想 1．电化学腐蚀与化学腐蚀有何不同？ 提示：电化学腐蚀过程中有电流产生，化学腐 蚀无电流产生。
二、自行车金属部件的防腐蚀
烤上一层漆 1．给车架、挡泥板、车后座_____________；
机油 凡士林 2．给链条涂上_____，给轴承涂上________； 3．将车把、车圈、车辐条进行______； 电镀 “烤蓝” 4．将车座弹簧用一层__________保护。 合金 5．采用______做自行车的零部件。 6．金属腐蚀的防护。
D．将铝线和铜丝拧在一起可保护铝
解析：选D。A、B选项均属于外加防护层的 防护措施，C项锌比铁活泼，Zn、Fe形成原 电池中Zn做负极，Fe做正极被保护；D项铜 铝形成原电池中铝做负极被腐蚀，达不到保 护铝的目的。
题型探究权威预测
题型1
例1
金属腐蚀的原理
下列关于金属腐蚀的叙述正确的是
(
)
A．金属在潮湿空气中腐蚀的实质是 M＋ n nH2O===M(OH)n＋ H2↑ 2
D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容
易腐蚀
解析：选A。由原电池反应式知负极为Fe－ 2e－===Fe2＋,正极为2H2O＋O2＋4e－ ===4OH－,所以A项对B项错；原电池是将化 学能转化为电能的装置，C项错；根据原电池 原理钢柱在空气与水交界处更容易腐蚀，D项 错。
要点2
金属的防护
车辐条镀锌是常见的电镀工艺，
题型2
例2
金属制品的防护
日常生产、生活中用到许多金属制品，
从实用美观角度考虑，选择下列合适的金属材
料或保护(防腐蚀)方法，将序号填入下表相应 空格中 ①不锈钢 镀铬铁管 ②白铁(镀锌铁皮) ⑤涂漆 ③铝合金 ④ ⑥镶嵌锌块 ⑦与直流电
源负极相连(阴极保护法)
用途 菜刀 楼梯扶手或 阳台护栏 水桶 航海轮船 水闸 吊车塔架 房门窗框
课题4 金属制品的防护
课程标准导航 1.探究金属腐蚀的化学原理，知道金属防腐 蚀的方法。
2．理解原电池的工作原理，加深对金属化学
性质的理解。 3．从金属腐蚀原理到解决防腐蚀方法，培养
学生分析并解决实际问题的能力。
新知初探自学导引
自主学习 一、金属腐蚀 1．定义：金属或合金与周围接触到的物质直 氧化还原 接发生_________反应而引起损耗的过程。
C．钢铁制品与外接电源的负极相连可以防止
腐蚀 D．电化学腐蚀过程中存在电极反应，产生微
电流
解析：选B。镀锌铁镀层破损后，若发生电化 学腐蚀时，Zn、Fe形成原电池中Zn做负极， Fe做正极被保护。
4．下图中，铁腐蚀由快到慢的顺序为(未标注 的电解质溶液为 水)________________________ _________________________。
探究导引3
其保护作用的原理是什么？ 提示：由于锌比铁活泼，镀层破损后，在潮 湿的空气中锌铁形成原电池，锌做负极被腐 蚀，而铁被保护，故不易腐蚀。
探究导引4
何谓“烤蓝”？有何作用？
提示：“烤蓝”又称“发蓝”，也是一种常 见的铁器表面处理方法。它可以使铁器表面 生成一层致密的Fe3O4薄膜，增强铁器件的 抗腐蚀能力。