4.3金屬的腐蝕與防護學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.能利用電化學(xué)原理解釋金屬腐蝕現(xiàn)象,知道金屬腐蝕的危害。2.了解金屬的腐蝕原理,能正確認(rèn)識和選擇金屬的防護措施【學(xué)習(xí)過程】導(dǎo)入：金屬材料在人類社會發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，但在使用過程中若保護不當(dāng)，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？環(huán)節(jié)一金屬的腐蝕(1)定義：金屬或合金與周圍的發(fā)生反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。其實質(zhì)是金屬原子電子變?yōu)殛栯x子，金屬發(fā)生反應(yīng)。

(2)根據(jù)與金屬接觸的不同，金屬腐蝕可分為兩類：①化學(xué)腐蝕：金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2等)直接反應(yīng)而引起的腐蝕。腐蝕的速率隨溫度升高而。

②電化學(xué)腐蝕:當(dāng)?shù)慕饘倥c溶液接觸時會發(fā)生反應(yīng),的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕。環(huán)節(jié)二鋼鐵的電化學(xué)腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕示意圖條件水膜酸性較強水膜酸性很弱或呈中性負(fù)極Fe2eFe2+正極

總反應(yīng)

后續(xù)反應(yīng)最終生成鐵銹(主要成分為Fe2O3·xH2O),反應(yīng)如下：4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O+(3x)H2O聯(lián)系通常兩種腐蝕同時存在，但后者更普遍實驗探究電化學(xué)腐蝕(1)實驗操作實驗現(xiàn)象實驗解釋導(dǎo)管中

裝置中鐵、碳和飽和食鹽水構(gòu)成,鐵釘發(fā)生腐蝕

(2)實驗操作實驗現(xiàn)象實驗解釋①試管中產(chǎn)生氣泡的速率

Zn與CuSO4反應(yīng)生成Cu,Zn、Cu和稀鹽酸構(gòu)成,發(fā)生腐蝕,產(chǎn)生氣泡的速率更

環(huán)節(jié)三金屬的防護金屬防護的本質(zhì)：阻止Mne=Mn+的發(fā)生金屬的防護主要從金屬、與金屬接觸的物質(zhì)及兩者反應(yīng)的條件等方面來考慮。1.改變金屬材料的組成在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優(yōu)異的合金。如普通鋼中加入等制成不銹鋼產(chǎn)品,不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性，還具有良好的生物相容性。

2.在金屬表面覆蓋保護層在金屬表面覆蓋致密的保護層，將金屬制品與周圍物質(zhì)隔開是一種普遍采用的防護方法。如在鋼鐵制品的表面噴涂油漆、礦物性油脂或覆蓋搪瓷、塑料等;用電鍍等方法在鋼鐵表面鍍上一層鋅、錫、鉻、鎳等金屬;用化學(xué)方法、陽極氧化處理、、等方式在金屬表面形成穩(wěn)定的鈍化膜。

3.電化學(xué)保護法：金屬在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時,總是作為原電池(陽極)的金屬被腐蝕，作為(陰極)的金屬不被腐蝕。如果能使被保護的金屬成為陰極，則該金屬就不易被腐蝕。

(1)犧牲陽極法原理：原電池原理，被保護的金屬作，活潑性更強的金屬作。

應(yīng)用：鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼、鋼鐵閘門安裝鎂合金或鋅塊。(2)外加電流法原理：電解池原理,被保護的金屬作為陰極，與電源的相連。

應(yīng)用：:鋼鐵閘門、高壓線鐵架、地下管道連接直流電源的負(fù)極。實驗探究金屬的電化學(xué)防護(1)如圖435所示裝置反應(yīng)一段時間后,用膠頭滴管從Fe電極區(qū)域取少量溶液于試管中，再向試管中滴入2滴色(鐵氰化鉀)溶液，觀察實驗現(xiàn)象。

已知Fe2+與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)生成帶有特征藍色的KFe[Fe(CN)6]沉淀。實驗裝置電流表陽極(負(fù)極區(qū))陰極(正極區(qū))現(xiàn)象指針

Zn溶解試管中從Fe電極區(qū)域取出的溶液中藍色沉淀生成

有關(guān)反應(yīng)—Zn2eZn2+4H++O2+4e2H2O結(jié)論溶液中不含F(xiàn)e2+,鐵作正極未被腐蝕(2)兩個培養(yǎng)皿中分別放入含有NaCl溶液的瓊脂，并滴入5~6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液,混合均勻，取兩個2~3cm長的鐵釘，用砂紙擦光，將裹有鋅皮的鐵釘放入a，纏有銅絲的鐵釘放入b。實驗裝置現(xiàn)象鐵釘周圍出現(xiàn)

鐵釘周圍出現(xiàn),銅絲周圍出現(xiàn)

結(jié)論鐵作為負(fù)極時易被腐蝕,作為正極時未被腐蝕[歸納總結(jié)]金屬腐蝕快慢的判斷方法(1)在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕由快到慢的順序為電解池的陽極>原電池的負(fù)極>化學(xué)腐蝕>原電池的正極>電解池的陰極。(2)同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序為強電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。(3)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕越快。(4)金屬活動性差別越大,活潑性強的金屬腐蝕越快?！菊n堂效果檢測】判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)燃?xì)庠畹闹行牟课蝗菀咨P,主要是由于高溫下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕 ()(2)鋼鐵水閘可用犧牲陽極法或外加電流法防止其腐蝕 ()(3)用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕,鎂塊相當(dāng)于原電池的正極 ()(4)在鐵板上鍍鋅是因為鋅比鐵活潑,形成原電池而保護鐵不易被腐蝕 ()(5)鍍銅鐵制品鍍層受損后,鐵制品比受損前更容易生銹 ()(6)鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時,負(fù)極反應(yīng)為Fe3eFe3+ ()(7)在金屬表面覆蓋保護層,若保護層破損,就完全失去了對金屬的保護作用 ()(8)外加電流法構(gòu)成了電解池,犧牲陽極法構(gòu)成了原電池,二者均能有效地保護金屬不被腐蝕()【課堂延伸】千年不銹之謎1965年冬天，在湖北省望山楚墓群中，出土了傳說中的越王勾踐劍。越王勾踐劍的含銅量約為80%83%、含錫量約為16%17%。該劍出土?xí)r插在髹漆的木質(zhì)劍鞘內(nèi)。這座墓葬深埋在數(shù)米的地下，墓室四周用白膏泥填塞，其下部采用的還是經(jīng)過人工淘洗過的白膏泥，致密性更好。加上墓坑上部填土夯實，墓室?guī)缀醭闪艘粋€密閉的空間。墓處在現(xiàn)代荊州附近的漳河二干渠上，地下水位較高，該墓