第四章化學(xué)反應(yīng)與電能人教版高中化學(xué)選擇性必修第一冊(cè)第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過對(duì)鐵的腐蝕的宏觀現(xiàn)象的分析，推理得出鐵腐蝕過程中構(gòu)成了微小的原電池，認(rèn)識(shí)電解模型，解釋金屬腐蝕現(xiàn)象，培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析核心素養(yǎng)。2.能夠解釋金屬腐蝕的原理，并能準(zhǔn)確熟練地用化學(xué)方程式表示。3.能解釋金屬防護(hù)的原理及其應(yīng)用，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度的核心素養(yǎng)。M-ne-=Mn+金屬被氧化（被腐蝕）閱讀教材P111～112，思考：1.什么是金屬的腐蝕？2.金屬腐蝕的本質(zhì)是什么？條件是什么？3.金屬的腐蝕可分為哪幾類？4.什么是電化學(xué)腐蝕？有哪些類別？什么是金屬腐蝕？金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕鐵銹主要成分：Fe2O3

?xH2O銅綠主要成分：Cu2(OH)2CO3化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)影響因素聯(lián)系金屬與干燥氣體或非電解質(zhì)液體直接接觸不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生金屬被氧化較活潑金屬被氧化與接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān)與電解質(zhì)溶液的酸堿性及金屬活動(dòng)性有關(guān)兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍【歸納小結(jié)】思考：為什么電化學(xué)腐蝕更加普遍？【實(shí)驗(yàn)探究】【實(shí)驗(yàn)4-3】將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘用飽和食鹽水浸泡一下，放入具支試管中。幾分鐘后，觀察導(dǎo)管中水柱的變化，解釋引起這種變化的原因?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)解釋導(dǎo)管中液面上升裝置中鐵、碳、飽和食鹽水構(gòu)成原電池，鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，導(dǎo)致壓強(qiáng)變小。金屬的腐蝕2、電化學(xué)腐蝕1）析氫腐蝕負(fù)極（Fe）：正極（C）： 在酸性環(huán)境中，在腐蝕過程中不斷有H2放出（pH≤4.3）Fe-2e-===Fe2+2H++

2e-

===H2↑Fe+2H+===Fe2++

H2↑總反應(yīng)：負(fù)極（Fe）：正極（C）： 總反應(yīng)：金屬的腐蝕2、電化學(xué)腐蝕2）吸氧腐蝕鋼鐵表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性或堿性，但溶有一定量的氧氣，此時(shí)就會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕Fe2O3·xH2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe-2e-=Fe2+O2+

2H2O+4e-=4OH-2Fe+O2+

2H2O=2Fe(OH)2通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但吸氧腐蝕更普遍主要原因：水膜一般不顯強(qiáng)酸性；多數(shù)金屬都可發(fā)生負(fù)極（Fe）：正極（C）： 總反應(yīng)：鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較析氫腐蝕吸氧腐蝕條件電極反應(yīng)負(fù)極正極總反應(yīng)聯(lián)系水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱或堿性Fe-2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3·nH2O通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。1.如下圖所示，水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：(1)鐵釘在逐漸生銹，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：

；(4)若水槽中液體甲為水，液體乙為海水，則鐵釘在

(填“甲”或“乙”)溶液中腐蝕的速率快。電化學(xué)堿性、弱酸性或中2Fe-4e-=2Fe2+O2+4e-+2H2O=4OH-較強(qiáng)的酸吸氧析氫Fe-2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑乙【訓(xùn)練鞏固】

金屬腐蝕快慢的三個(gè)規(guī)律:(3)活動(dòng)性不同的兩金屬:活動(dòng)性差別越大,腐蝕越快(1)金屬腐蝕類型的差異(2)電解質(zhì)溶液的影響②同一種電解質(zhì)溶液:電解質(zhì)濃度越大,腐蝕越快①同一金屬,腐蝕的快慢(電解質(zhì)溶液濃度相同):

強(qiáng)電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液【歸納小結(jié)】

電解池陽(yáng)極＞原電池負(fù)極＞化學(xué)腐蝕＞原電池正極>電解池陰極【訓(xùn)練鞏固】

2.下面各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢的順序是

.⑤④>②>①>③>⑤電解池陽(yáng)極腐蝕>原電池負(fù)極腐蝕>化學(xué)腐蝕>原電池的正極>電解池的陰極

金屬防護(hù)的本質(zhì)：阻止M-ne-=Mn+的發(fā)生金屬的防護(hù)方法思考角度切斷原電池反應(yīng)給予電子改變金屬材料組成在金屬表面覆蓋保護(hù)層根據(jù)金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)，你能提出金屬的防護(hù)方法嗎？閱讀P112思考：金屬腐蝕的應(yīng)用

在金屬中添加其他金屬或非金屬，以此來改變金屬的組成結(jié)構(gòu)，使其具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能，制成性能優(yōu)異的合金。不銹鋼盆鈦合金炒鍋不銹鋼高壓鍋1、改變金屬材料的組成金屬的防護(hù)2、在金屬表面覆蓋保護(hù)層在金屬表面覆蓋致密的保護(hù)層，將金屬制品與周圍物質(zhì)隔開。表面噴涂油漆/油脂，覆蓋搪瓷、塑料等；電鍍：表面鍍上一層鋅、錫、鉻、鎳等化學(xué)方法：生成致密的四氧化三鐵薄膜.陽(yáng)極氧化：使鋁制品形成致密的氧化膜非金屬保護(hù)層金屬保護(hù)層發(fā)藍(lán)處理鈍化處理搪瓷包裹塑料金屬的防護(hù)

（1）犧牲陽(yáng)極法應(yīng)用原電池原理，被保護(hù)金屬作正極，另一活潑性較強(qiáng)金屬作負(fù)極更活潑的金屬（如鎂、鋅等）作陽(yáng)極（負(fù)極），在不斷被腐蝕后定期更換，而作為陰極（正極）的金屬就不易被腐蝕而得到保護(hù)。常用于保護(hù)海輪外殼及石油管道等。3、電化學(xué)方法金屬的防護(hù)犧牲陽(yáng)極法實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)裝置現(xiàn)象解釋（a）（b）靠近鋅皮處顏色無變化，靠近裸露的鐵釘處出現(xiàn)紅色靠近銅絲處出現(xiàn)紅色，靠近裸露的鐵釘處出現(xiàn)藍(lán)色形成原電池：Zn作陽(yáng)極(負(fù)極)，被腐蝕；鐵作陰極(正極)，鐵被保護(hù)構(gòu)成原電池：鐵作陽(yáng)極(負(fù)極),被腐蝕；銅作陰極(正極)。陽(yáng)極上發(fā)生Fe-2e-=Fe23.電化學(xué)保護(hù)法

通電后，電子流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備，在鋼鐵表面積累了大量的負(fù)電荷，從而抑制鋼鐵失去電子，阻止鋼鐵被腐蝕。主要用于防止土壤、海水及河水中金屬設(shè)備的腐蝕。

極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；

極：惰性金屬或石墨。陰陽(yáng)

（2）外加電流法——

原理

電解池金屬的防護(hù)金屬的防護(hù)思考與討論1、犧牲陽(yáng)極法、外加電流法都要采用輔助陽(yáng)極，兩種方法中輔助陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)類型是否相同？犧牲陽(yáng)極法：輔助陽(yáng)極金屬材料活動(dòng)性必須比被保護(hù)的金屬的活動(dòng)性要強(qiáng)。相同，都是發(fā)生氧化反應(yīng)。2、對(duì)于用作輔助陽(yáng)極的金屬的化學(xué)性質(zhì)各有什么要求？外加電流法：輔助陽(yáng)極只起導(dǎo)電作用，惰性電解和金屬均可作輔助陽(yáng)極，但最好選用惰性電極?！居?xùn)練鞏固】

3.某學(xué)生為研究金屬腐蝕的條件，用金屬絲把三根大小相同的鐵釘分別固定在如圖所示的三個(gè)裝置中，放置一星期后觀察現(xiàn)象，下列描述錯(cuò)誤的是(

)A．裝置Ⅰ的U形管鐵釘一側(cè)的液面一定會(huì)上升

B．裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重

C．比較U形管鐵釘一側(cè)的液面：裝置Ⅰ比裝置Ⅱ的低

D．裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒有被腐蝕C

請(qǐng)自行歸納Fe3+、Fe2+的檢驗(yàn)方法

1.Fe3+的檢驗(yàn)（1）沉淀法：加入NaOH溶液，出現(xiàn)____________色沉淀。（2）顯色反應(yīng)：加入硫氰化鉀（化學(xué)式_______________）溶液，觀察到溶液變_________色。（3）間接顯色法：加入苯酚溶液，觀察到溶液變______色。2.Fe2+的檢驗(yàn)（1）沉淀法：加NaOH溶液，先出現(xiàn)________色沉淀，沉淀迅速變?yōu)開_______色，最終變?yōu)開________色。（2）顯色反應(yīng)：加入鐵氰化鉀，生成帶有特征_________色的鐵氰化亞鐵沉淀，離子方程式

。（3）氧化法：先加入硫氰化鉀溶液，溶液______________,再加入新制氯水，溶液__________________.

思考：

如何檢驗(yàn)含F(xiàn)e2+、Fe3+混合溶液中的Fe2+？【訓(xùn)練鞏固】

4.下列關(guān)于如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置的判斷中錯(cuò)誤的是（

）A.若X為碳棒，開關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕B.若X為鋅棒，