第三節(jié)第1課時

金屬的腐蝕與防護(hù)第四章化學(xué)反應(yīng)與電能學(xué)習(xí)目標(biāo)2.通過實(shí)驗(yàn)科學(xué)探究金屬腐蝕的本質(zhì)及其原因，認(rèn)識金屬腐蝕的主要類型，能正確書寫析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式。1.通過討論鋼鐵腐蝕的現(xiàn)象，認(rèn)識金屬腐蝕的本質(zhì)，能用電化學(xué)腐蝕的原理解釋金屬腐蝕的現(xiàn)象。問題導(dǎo)學(xué)在生產(chǎn)生活中，金屬腐蝕所帶來的損失非常嚴(yán)重

我國每年因?yàn)榻饘俑g所造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國民生產(chǎn)總值的5%，全世界每年因生銹損失的鋼鐵約占世界鋼鐵年產(chǎn)量的1/4，超過每年各項(xiàng)大災(zāi)（火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)及地震等）損失的總和。探究：鋼鐵腐蝕的原理尋找：防止鋼鐵腐蝕的有效方法一、金屬的腐蝕1.定義：金屬與周圍的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。2.本質(zhì)

金屬原子失去電子被氧化的過程。M－ne－→Mn+3.分類

金屬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。影響因素：和金屬本性、接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān)。化學(xué)腐蝕鐵與氯氣直接反應(yīng)而腐蝕；輸油、輸氣的鋼管被原油、天然氣中的含硫化合物腐蝕點(diǎn)撥精講銀器表面變黑（Ag2S）鋼鐵Fe、C水膜電解質(zhì)溶液CO2、SO2、H2S在鋼鐵表面形成無數(shù)微小原電池當(dāng)不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕。（2）電化學(xué)腐蝕：鋼鐵制品在潮濕空氣中的銹蝕就是電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍①析氫腐蝕：水膜酸性較強(qiáng)負(fù)極：正極：Fe-2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑總反應(yīng)：在酸性環(huán)境中，由于鋼鐵在腐蝕過程中不斷有H2放出，所以叫做析氫腐蝕。鋼鐵的電化學(xué)腐蝕負(fù)極：Fe－2e－===Fe2＋正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－總：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2后續(xù)反應(yīng)：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)32Fe(OH)3＝Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O②吸氧腐蝕：在鋼鐵表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧氣，此時會發(fā)生吸氧腐蝕。鋼鐵的電化學(xué)腐蝕【實(shí)驗(yàn)4-3】1.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。2.取兩支試管，分別放入兩顆鋅粒和等體積、等濃度的稀鹽酸，觀察現(xiàn)象。然后，向其中一支試管中滴加1~2滴硫酸銅溶液，再觀察現(xiàn)象。解釋產(chǎn)生不同現(xiàn)象的原因

實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)解釋導(dǎo)管中液面上升Fe-C-NaCl構(gòu)成原電池，鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，導(dǎo)致壓強(qiáng)變小兩只試管均冒出氣泡，且①試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快Zn置換出Cu，Zn-Cu-稀鹽酸構(gòu)成原電池，形成電化學(xué)腐蝕，加快反應(yīng)速率【實(shí)驗(yàn)4-3】教材P112類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕發(fā)生的條件電流本質(zhì)相互關(guān)系金屬與接觸物直接反應(yīng)不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液形成原電池?zé)o電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕兩者往往同時發(fā)生，但以電化腐蝕為主。電化學(xué)腐蝕速率比化學(xué)腐蝕大得多。化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕比較①看電解質(zhì)溶液的酸堿性：酸性較強(qiáng)——析氫腐蝕，

酸性較弱、中性、堿性——吸氧腐蝕②金屬活動性順序：氫前的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕，氫前和氫后的金屬都可發(fā)生吸氧腐蝕。對點(diǎn)訓(xùn)練銅板上的鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是(

)A．正極的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑B．此過程中還涉及的反應(yīng)：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3C．此過程中銅并不被腐蝕D．此過程中電子從Fe流向CuA2.下列關(guān)于金屬腐蝕的說法正確的是

(

)A．合金都比純金屬易被腐蝕

B．金屬化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)是：M－ne－=Mn＋，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑

C．金屬的電化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行

D．在潮濕的環(huán)境中，金屬的電化學(xué)腐蝕一定是析氫腐蝕

E．鍍鋅鐵皮的鍍層損壞后，鐵更容易被腐蝕B電解二、金屬的防護(hù)1改變金屬材料的組成：如普通鋼中加入鎳、鉻等制成不銹鋼產(chǎn)品，鈦合金不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性，還具有良好的生物相容性。不銹鋼扶手2在金屬表面覆蓋保護(hù)層：噴漆搪瓷包裹塑料鍍鉻3犧牲陽極法——原電池原理（阻止M-ne-=Mn+）負(fù)極：更活潑金屬

正極：被保護(hù)的金屬應(yīng)用：鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼安裝鎂合金或鋅塊犧牲鋅塊來保護(hù)鋼閘門，鋅塊必須定期更換鋼閘門(陰極)海水鋅板(犧牲陽極)找替罪“陽”

犧牲陽極法通常是在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上(如鍋爐的內(nèi)壁、船舶的外殼等)安裝若干鎂合金或鋅塊。鎂、鋅比鐵活潑，它們就成為原電池的負(fù)極，不斷遭受腐蝕(需要定期檢查、更換),而作為正極的鋼鐵設(shè)備就被保護(hù)起來。實(shí)驗(yàn)4-4實(shí)驗(yàn)4-4（1）實(shí)驗(yàn)裝置電流表陽極陰極現(xiàn)象有關(guān)反應(yīng)指針偏轉(zhuǎn)鋅逐漸溶解質(zhì)量不變，無氣泡產(chǎn)生，加入K3[Fe(CN)6]溶液，無變化Zn-2e-=Zn2+O2+4e-+4H+=H2O說明：Fe2+的檢驗(yàn)：Fe2+與K3[Fe(CN)6]溶液(黃色)反應(yīng)生成KFe[Fe(CN)6]沉淀(帶有特征藍(lán)色)。這是檢驗(yàn)溶液中Fe2+的常用方法。結(jié)論：Fe、Zn和經(jīng)過酸化的NaCl溶液構(gòu)成原電池；該裝置中鐵未被腐蝕實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)解釋及結(jié)論鋅片逐漸溶解，鐵釘附近溶液變紅鋅作負(fù)極：Zn－2e-=Zn2+鐵作正極：O2+2H2O+4e-=4OH-鐵作正極，不反應(yīng)，被保護(hù)。銅絲周圍變紅，鐵釘逐漸溶解，鐵釘附近溶液有藍(lán)色沉淀生成鐵作負(fù)極：Fe－2e-=Fe2+銅作正極：O2+2H2O+4e-=4OH-鐵作負(fù)極，被腐蝕。實(shí)驗(yàn)4-4（2）4.外加電流法陰極：被保護(hù)金屬通電后，調(diào)整外加電壓，強(qiáng)制電子流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備，使鋼鐵表面腐蝕電流降至零或接近零。陰極的鋼鐵被保護(hù)，不能發(fā)生氧化。陽極：惰性電極電解質(zhì)溶液：海水外接電源：直流電源電解池原理

電解的腐蝕＞原電池的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞防腐措施的腐蝕電解池的陽極>原電池的負(fù)極>化學(xué)腐蝕>原電池的正極>電解池的陰極．外加電流法引起的腐蝕>犧牲陽極法引起的腐蝕

在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：防腐蝕效果：

對于活動性不同的兩金屬，活動性差別越大，氧化還原反應(yīng)的速率越大，活潑金屬腐蝕越快；純度越高的金屬，腐蝕速率越小。電解池的陰極>原電池的正極4金屬腐蝕快慢：學(xué)以致用3.如圖所示,各燒杯中盛有海水,鐵在其中被腐蝕的速率由大到小的順序?yàn)?/p>

。

答案:⑤④②①③⑥課堂小結(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)金屬的腐蝕金屬的防護(hù)化學(xué)腐蝕金屬表面覆蓋保護(hù)層電化學(xué)腐蝕改變金屬材料的組成電化學(xué)保護(hù)法犧牲陽極法外加電流法析氫腐蝕吸氧腐蝕當(dāng)堂檢測1.下列各種鍍有金屬保護(hù)層的鐵板，鍍層破損后在相同的環(huán)境中，鐵板最易被腐蝕的是(

)A．鍍鋅鐵(白鐵)

B．鍍錫鐵(馬口鐵)C．鍍銅鐵 D．鍍銀鐵D2.如圖所示為研究金屬腐蝕的實(shí)驗(yàn)裝置。下列相關(guān)說法正確的是(

)A．該實(shí)驗(yàn)研究的是鐵板的吸氧腐蝕

B．鐵表面的反應(yīng)為Fe－3e－===Fe3＋C．紅色首先在食鹽水滴的中心出現(xiàn)

D．食鹽水中有氣泡逸出AC3.相同材質(zhì)的鐵在下列四種情況下最不易被腐蝕的是(

)4.下列關(guān)于如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置的