1、課題4 金屬制品的防護(hù)課題4 金屬制品的防護(hù)1.探究金屬腐蝕的化學(xué)原理，知道金屬防腐蝕的方法。認(rèn)識(shí)防止金屬腐蝕的重要意義。2.理解原電池的工作原理，加深對(duì)金屬化學(xué)性質(zhì)的理解。3.從金屬腐蝕原理到解決防腐蝕方法，培養(yǎng)學(xué)生分析并解決實(shí)際問(wèn)題的能力。1.探究金屬腐蝕的化學(xué)原理，知道金屬防腐蝕的方法。認(rèn)識(shí)防止金一、自行車金屬部件為什么易被腐蝕1.鋼鐵的電化學(xué)腐蝕(以吸氧腐蝕為例)(1)電極反應(yīng)。負(fù)極：_正極：_(2)電池反應(yīng)：_。2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2一、自行車金屬部件為什么易被腐蝕2Fe-4e-=2Fe(3)鐵銹的形成(用化

2、學(xué)方程式表示)。Fe(OH)2不穩(wěn)定，在空氣中進(jìn)一步被氧化：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3氫氧化鐵分解生成紅色的_，即鐵銹的主要成分：2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O 三氧化二鐵(3)鐵銹的形成(用化學(xué)方程式表示)。三氧化二鐵 2.金屬腐蝕的本質(zhì)及分類(1)本質(zhì)：金屬原子_變成金屬陽(yáng)離子，在此過(guò)程中金屬被_。(2)分類。化學(xué)腐蝕：金屬與_直接接觸而被腐蝕的過(guò)程。電化學(xué)腐蝕：金屬在有_存在的情況下發(fā)生_反應(yīng)發(fā)生的腐蝕。失去電子氧化氧化劑電解質(zhì)溶液原電池 2.金屬腐蝕的本質(zhì)及分類失去電子氧化氧化劑電解質(zhì)溶液原電池二、金屬腐蝕的防護(hù)1.常用防護(hù)方法表面加防護(hù)層 改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)

3、 電化學(xué)保護(hù) 二、金屬腐蝕的防護(hù)表面加防護(hù)層 改變內(nèi)部結(jié)構(gòu) 電化學(xué)保護(hù) 2.電化學(xué)保護(hù)(1)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。利用原電池原理(如圖)，將被保護(hù)的金屬與比它更活潑的金屬相連接，構(gòu)成原電池，使_作負(fù)極(又稱陽(yáng)極)，_作正極(又稱陰極)?；顫娊饘俦槐Ｗo(hù)的金屬2.電化學(xué)保護(hù)活潑金屬被保護(hù)的金屬(2)外加電流的陰極保護(hù)法。將被保護(hù)的金屬與外加直流電源_相連作陰極，用能導(dǎo)電的惰性材料與電源_相連作陽(yáng)極，以防止被保護(hù)的金屬被氧化。負(fù)極正極(2)外加電流的陰極保護(hù)法。負(fù)極正極3.自行車金屬部件的防腐蝕(1)給車架、擋泥板、車后座烤上一層漆；(2)給鏈條涂上_，給軸承涂上_；(3)將車把、車圈、車輻條進(jìn)行_

4、；(4)將車座彈簧用一層_保護(hù)；(5)采用_作自行車的零部件。機(jī)油凡士林電鍍“烤藍(lán)”合金3.自行車金屬部件的防腐蝕機(jī)油凡士林電鍍“烤藍(lán)”合金三、自行車中的合金材料1合金(1)概念。由_熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。(2)常見(jiàn)的合金。常用的鋼鐵材料是鐵的合金，黃銅是銅鋅合金，青銅是銅錫合金。2.自行車中合金材料的選擇自行車材料選用的標(biāo)準(zhǔn)_、耐腐蝕、_和減震性能好。金屬與其他金屬或非金屬重量輕強(qiáng)度高三、自行車中的合金材料金屬與其他金屬或非金屬重量輕強(qiáng)度高3.幾種合金材料的比較3.幾種合金材料的比較1.吸氧腐蝕與析氫腐蝕的比較分類吸氧腐蝕析氫腐蝕條件負(fù)極反應(yīng)正極反應(yīng)總反應(yīng)主次地位腐蝕本質(zhì)水膜酸性較弱

5、或呈中性水膜酸性較強(qiáng)2Fe-4e-=2Fe2+Fe-2e-=Fe2+2H2O+O2+4e-=4OH-2H+2e-=H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe+2H+=Fe2+ H2主 要次 要都是金屬原子失去電子，金屬被氧化。1.吸氧腐蝕與析氫腐蝕的比較分類吸氧腐蝕析氫腐蝕條件負(fù)極反應(yīng)2.犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法鋅、鐵和電解質(zhì)溶液形成原電池，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，鐵作陰極被保護(hù)。按照電化學(xué)的規(guī)定，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極是陽(yáng)極，發(fā)生還原反應(yīng)的一極是陰極，因此，用比鐵活潑的金屬保護(hù)鐵不被腐蝕的電化學(xué)保護(hù)法叫做“犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法”。3.馬口鐵(鍍錫鐵)破損后，腐蝕速率加快馬口鐵破損后，鐵

6、、錫、電解質(zhì)溶液形成原電池，鐵比錫活潑，鐵作原電池的負(fù)極而被腐蝕，并且比單純鐵腐蝕速率更快。2.犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法 金屬的腐蝕原理【典例1】如圖裝置中，U形管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和鹽酸溶液，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是( ) 金屬的腐蝕原理A.生鐵塊中的碳是原電池的正極B.紅墨水水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤.兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Fe-2e-=Fe2+D.a試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕A.生鐵塊中的碳是原電池的正極【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：(1)弄清生鐵所處的環(huán)境，應(yīng)該發(fā)生什么類型的腐蝕；(2)兩試管中的氣體的量如何變化

7、，壓強(qiáng)如何變化?！窘馕觥窟xB。a為中性環(huán)境，發(fā)生吸氧腐蝕，氧氣被消耗，氣體壓強(qiáng)減??；b中酸性較強(qiáng)，發(fā)生析氫腐蝕，有氫氣放出，氣體壓強(qiáng)增大，所以紅墨水水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟾哂业?，故B項(xiàng)錯(cuò)。【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：【方法技巧】解答原電池題目的一般過(guò)程(1)畫出原電池的示意圖；(2)標(biāo)出電池的正負(fù)極；(3)判斷負(fù)極、正極上發(fā)生的反應(yīng)；(4)寫出電極反應(yīng)及電池反應(yīng)。按照上述歸納，再做一做下面的練習(xí)熟悉一下解題流程吧?！痉椒记伞拷獯鹪姵仡}目的一般過(guò)程【變式訓(xùn)練】如圖所示，水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天后觀察：【變式訓(xùn)練】如圖所示，水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天后觀察(1)鐵釘在逐漸

8、生銹，則鐵釘?shù)母g屬于_腐蝕。(2)若試管內(nèi)液面上升，則原溶液是_性，發(fā)生_腐蝕，電極反應(yīng)：負(fù)極：_，正極：_。 (3)若試管內(nèi)液面下降，則原溶液呈_性，發(fā)生_腐蝕，電極反應(yīng)：負(fù)極：_，正極：_。 (1)鐵釘在逐漸生銹，則鐵釘?shù)母g屬于_腐蝕【解析】由鐵釘生銹所處的環(huán)境知，應(yīng)該是電化學(xué)腐蝕，不會(huì)是化學(xué)腐蝕；若試管內(nèi)液面上升，說(shuō)明氣體減少，應(yīng)該是吸氧腐蝕；若試管內(nèi)液面下降，說(shuō)明有氣體生成，應(yīng)該是析氫腐蝕。答案：(1)電化學(xué)(2)弱酸性或中 吸氧 2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-(3)較強(qiáng)的酸 析氫 Fe-2e-=Fe2+2H+2e-=H2【解析】由鐵釘生銹所處的環(huán)境知，

9、應(yīng)該是電化學(xué)腐蝕，不會(huì)是化學(xué) 金屬制品的防護(hù)【典例2】下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論解釋的是( )A.輪船水線以下的船殼上鑲嵌有一定量的鋅塊B.鍍鋅的鐵制品比鍍錫的鐵制品耐用C.鋁片不需要用特殊方法保存D.鋅跟稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴加少量硫酸銅溶液后，反應(yīng)速率加快【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：(1)金屬的腐蝕常見(jiàn)為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕；(2)形成原電池后使化學(xué)反應(yīng)速率加快。 金屬制品的防護(hù)【解析】選C。金屬的腐蝕分兩種情況，一是直接的化學(xué)腐蝕，即金屬直接與其他物質(zhì)反應(yīng)而腐蝕；二是電化學(xué)腐蝕，即能形成原電池的化學(xué)腐蝕。 A項(xiàng)是犧牲陽(yáng)極(鋅塊)陰極保護(hù)法的防腐措施；B項(xiàng)鍍鋅鐵中，若鍍層破損后，則鋅為負(fù)

10、極，鐵為正極，保護(hù)了鐵，鍍錫的鐵鍍層破損后，鐵為負(fù)極被腐蝕，錫為正極被保護(hù)；D項(xiàng)中Zn與CuSO4溶液反應(yīng)置換出Cu，形成Cu-Zn原電池，使化學(xué)反應(yīng)速率加快。C項(xiàng)是鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的氧化膜，與電化學(xué)無(wú)關(guān)?！窘馕觥窟xC。金屬的腐蝕分兩種情況，一是直接的化學(xué)腐蝕，即金【延伸探究】(1)實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時(shí)采用純鋅好還是粗鋅好？提示：粗鋅好，粗鋅在稀硫酸中形成無(wú)數(shù)細(xì)小的原電池，使反應(yīng)速率加快。(2)鋁片為什么不需要特殊方法保存？提示：在常溫下，鋁被空氣中的氧氣氧化，在表面形成致密的氧化物薄膜，這層薄膜能阻止金屬繼續(xù)與氧氣發(fā)生反應(yīng)?！狙由焯骄俊?1)實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時(shí)采用純鋅好還是粗鋅好？【警示鐘】鋁片不需要用