第四章

化學反應與電能第三節金屬的腐蝕與防護高二化學新人教化學選擇性必修一《化學反應原理》生活中化學

金屬的腐蝕在生活中非常普遍金屬的腐蝕有哪些危害？閱讀課本107頁第1、2自然段?！厩榫骋搿?、什么是金屬的腐蝕？

2、金屬的腐蝕有幾種類型？以哪種腐蝕為主？一、

金屬的腐蝕

金屬的腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕吸氧腐蝕(水膜呈中性或酸性較弱）析氫腐蝕(水膜呈酸性)本質：M-ne-=Mn+

發生氧化反應閱讀課本107頁第3、4、5自然段?；卮鹣铝袉栴}。原電池反應與氧化劑直接接觸反應1.用鹽酸清洗鐵釘除銹；2.把酸洗除銹后的鐵釘放入具支試管，加入5ml食鹽水；3.按照右圖接好裝置；4.觀察試管中水柱的變化，思考引起變化的原因。試劑稀鹽酸飽和食鹽水現象解釋鐵釘表面和導氣管均有氣泡產生，導管液面上升生成氣體消耗氣體若把食鹽水換成稀鹽酸作電解質溶液，現象是否相同？【實驗探究】【微觀探析符號表征】1.在水膜酸度較高的特殊環境（如某些工廠附近的酸性氣氛）中，請分析以下微觀示意圖，解釋產生氣泡的原因，并寫出電極反應式和總反應。1.析氫腐蝕正極：2H++2e-=H2

↑負極：Fe-2e-=Fe2+電池總反應：Fe+2H+=Fe2++H2↑小結：(酸性環境)電解質溶液（H+）2.請分析以下微觀示意圖，解釋實驗中導管液面上升的原因,并寫出電極反應式和總反應。負極(鐵)：2Fe-4e－=2Fe2+

正極(碳)：2H2O＋

O2＋4e－=4OH-總反應：

2Fe

＋

O2＋2H2O

2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3脫水Fe2O3·xH2O（鐵銹）進一步反應2.吸氧腐蝕小結：(酸性較弱或中性)【微觀探析符號表征】寫出pH＝2.0～3.5和4.0時發生的主要正極反應。不同pH下，試管中氣體壓強隨時間變化情況二.金屬的防護

制成不銹鋼（改變金屬材料組成）噴漆鍍鉻在機械表面涂防銹油烤藍發簪課本P108-P109船身如何防腐蝕的？用犧牲鋅塊的方法來保護船身船身上裝鋅塊海水實驗裝置按如圖所示連接好裝置，過一段時間，用膠頭滴管從Fe電極區域取少量溶液于試管中，再向試管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液實驗現象電流表

陰極有

產生，電極反應：

；試管中溶液

藍色沉淀陽極鋅棒

，電極反應：

。指針發生偏轉氣泡

2H++2e－

=

H2↑

未生成

溶解變細

Zn

－2e－

=

Zn2+1、犧牲陽極法（

原電池原理）金屬的防護——電化學防護Fe2＋的檢驗方法：Fe2＋與黃色K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀）溶液反應生成特征藍色沉淀。實驗4-4（1）鐵釘的裸露部分周圍溶液沒有特征藍色物質生成。鐵釘周圍變紅，說明氧氣在鐵的表面得電子，生成了氫氧根離子，鐵做正極，證明了原電池保護。思考：如何證明鐵被保護？什么現象證明是原電池保護？實驗現象1實驗現象2思考：生成藍色物質說明了什么？鐵釘的裸露部分周圍有亞鐵離子生成，氧氣在銅絲的表面得到電子，生成氫氧根離子，銅絲附近變紅。鐵沒有得到保護。實驗4-4（2）將被保護金屬與電源的負極相連，作電解池的陰極，在外加直流電源的前提下使陰極得到保護2、外加電流法（利用電解池原理）犧牲陽極法原電池原理

外加電流法電解池原理e?e?-+金屬的防護——電化學防護電化學模型運用

金屬的電化學防護（2014廣東卷）石墨可用于自然水體中銅件的電化學防腐，完成圖19防腐示意圖，并作相應標注?？偧{歸結一、金屬的腐蝕1.本質：M-ne-=Mn+

發生氧化反應2.類型金屬的腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕吸氧腐蝕(水膜呈中性或酸性較弱）析氫腐蝕(水膜呈酸性)二、金屬的防護1.本質：阻止M-ne-=Mn+

的發生金屬的防護改變金屬材料的組成在金屬表面覆蓋保護層電化學保護法犧牲陽極法(利用原電池原理)外加電流法(利用電解池原理)C陽極：2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+陰極：6H++6e-=3H2↑【學習評價】(2017.全國Ⅱ卷)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是()A.待加工鋁質工件為陽極B.可選用不銹鋼網作為陰極C.陰極的電極反應式為：Al3++3e-=AlD.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動小結:金屬的防護的常用方法a、改變金屬材料的組成：如將金屬制成合金，如不銹鋼b、在金屬表面覆蓋保護層：如涂油漆、油脂、電鍍或表面鈍化等。c、犧牲陽極法：在要保護的金屬上連接一種比該種金屬更易失去電子的金屬（形成原電池保護）d、外加電流法：把被保護的金屬做電解池的陰極，用惰性電極做輔助陽極下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)>(2)>(1)>(3)>(4)小結：金屬被保護的比較規律電解池的陰極保護原電池的正極一般保護>>【學習評價】課本P113第4、5、6【學習評價】(2017全國Ⅰ卷11)支撐海港碼頭基礎的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護法進行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關表述不正確的是A．通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B．通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D．通入的保護電流應該根據環境條件變化進行調整C遷移P113第7題課堂小結請繪制本課核心主干知識的思維導圖【補充練習】電解池的應用（電鍍、電解精煉）

課本P106BD

利用電解原理處理廢水/廢氣B

(2021廣東高考)(Co)的合金材料泛用于航空航天機械制造等領域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是(

)A工作時I室和Ⅱ室溶液的pH均增大B.生成1molCo,I室溶液質量理論上減少16gC.移除兩交換膜后，石墨電極上發生的反應不變D.電解總應:2Co2++2H20==2Co+02↑+4H+通電利用電解原理制備物質D(2021全國高考2卷)沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷