《金属的电化学腐蚀与防护》导学案.docx
第4节金属的电化学腐蚀与防护
学习自主化?貝标明崭化
1课程学习目标
「了解金属腐蚀的种类，能解释金属发生电化学腐蚀的原因;认识金属腐蚀的危害，知道防止金属腐蚀的 方法。
2?通过科学探究，培养动手操作能力和根据所学知识解决实际问题的能力。
3 ?通过了解金属发生腐蚀的原因及现代的防腐措施，感受化学对人类生产和生活的影响。
知识从统化?豪统形象化
”知识体系械理
1?金属腐蚀的概念
金属腐蚀是指金属与周围的①
2?金属腐蚀的分类
⑴化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体(如02、CI2等)或非电解质液体等④—-发生化学反应而引起的 腐蚀。
(2) 电化学腐蚀：
① 概念:⑤ ___ 的金属与⑥
的腐蚀过程叫作电化学腐蚀。
② 分类:根据腐蚀过程中电解质溶液的不同，又可分为⑧_腐蚀和⑨—腐蚀两种。
3. 钢铁的析氢腐蚀
(1) 条件:钢铁表面的电解质溶液的薄膜呈⑩_性。
(2) 电极反应：
总反应:? _____________________ O
4?钢铁的吸氧腐蚀
(1) 条件:钢铁表面的吸附水膜酸性?_或呈?_
(2) 电极反应：
负极:? _______________，发生?_反应；
正极:? ____________________ ，发生?_反应;
总反应:?
第一层级
知识记忆与理解 预学区?不看不讲
反应而引起损耗的现象。
或② 物质发生③ 接触时，会发生⑦ 反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化 负极:? ，发生? 反应; 正极:?
，发生? 反应;
(3) ________________________________________________________________________ 铁锈的形成:Fe(OH)2继续与氧气反应，化学方程式:?_______________________________________________ o生成的Fe(OH)3脱去一部分水，从而生成铁锈(FezChrAHzO)。
5?金属的防护
(1) 牺牲阳极的阴极保护法：
利用原电池原理，让被保护的金属作为?_，用更活泼的金属作为?_，负极金属不断遭受腐蚀被消耗,被保护的金属避免了腐蚀。
(2) 外加电流的阴极保护法：
让被保护金属与外加直流电源的?_相连，让其成为?_极，另一惰性电极作?_极，让两者都处在?溶液中。通电后，电子被强制流向被保护的金属，抑制被保护金属失去电子，从而起到保护作用。
(3) 在金属表面覆盖保护层：
可以采用喷?_、涂油脂、?_、喷镀或表面钝化等方法使金属与?_、等物质隔离，以防止金属腐蚀。
知识何超化?何如?次化
、基础学习交流
1. 电镀、油漆、搪瓷、刷油这些防腐措施有什么共同点？
2. 纯铁与生铁哪一个在空气中更容易被腐蚀？
3?为什么电化学腐蚀是钢铁腐蚀的主要原因？
4. 为了保护铁制海轮的外壳，不让其受到腐蚀,可在其表面装上哪些金属？
S 点难点探究
探究1:金属的电化学腐蚀
下图装置中,U 形管内为红墨水,a 、b 试管内分别盛有食盐水和氯化钱溶液,各加入生铁块，放置一段时 间。
⑴我们可以发现a 、b 中的生铁块都发生了腐蚀,红墨水柱两边的液面变为左 ________ 右 ______ （填“低”或
“高”）,从而我们得岀a 试管中发生了 _____ 腐蚀,b 试管中发生了 __________ 腐蚀。在腐蚀中 ________ 作原 电池的负极, _______ 作原电池的正极。
（2）写出下列电极反应式：
a 试管中负极反应式为 _________________ ，总反应式为 ________________________________ ;
b 试管中正极反应式为 _________________ ，总反应式为 ________________________________ o
1?与铜质水龙头连接处的钢质水管易生锈，为什么？
2. 你认为在硫酸厂附近的金属发生的主要是哪一类腐蚀？
探究2:金属腐蚀的防护
某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢,但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。提供的药品:CI2、浓 H2SO4、NaOH 溶液、CuOs Cu 、FeCl2> Fe s Zn 、ZnCh^ Ag. AgNO3
（1） 请从上面提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证上述结论需选择的药品:一 有关反应的化学方程式:
劣质不锈钢腐蚀的实验现象:_。
（2） 某
化学兴趣小组讨论在劣质不锈钢上电镀一层金属防止生锈，实验室有下列金属可供电镀:①铁、② 第二层级
技他从统化个吕化
铜、③锌、④银。
你选择的金属是 _______ （填金属），你选择的理由是____________________________ O
要想电镀你选择的金属，请再选择合适的药品完成电镀: _________________________________ O
「镀锌铁和镀锡铁均是在铁片表面覆盖了保护层，当保护层损坏时，哪类铁腐蚀速率较快?
2?在同一电解质溶液中，对于电解原理引起的腐蚀（金属作电解池的阳极）、原电池原理引起的腐蚀（金属作原电池的负极）、化学腐蚀、有防护措施的腐蚀，这些腐蚀的快慢先后顺序是怎样的？
基础智能检测
1?下列变化属于金属的化学腐蚀的是（）。
A. 运送浓硫酸的铝罐口生成白色固体
B. 暖气片生锈
C. 酸雨过后从楼顶流下的雨水发黄
D. 自行车车锁经雨淋后打不开
2?下列关于金属腐蚀的叙述中不正确的是（）o
? ? ?
A. 金属被腐蚀的本质是—M^（M表示金属）而被氧化
B. 金属发生电化学腐蚀一定是在酸性环境中
C. 铜制品上的铝质钾钉，在潮湿的空气中易被腐蚀
D. 金属发生电化学腐蚀时是较活泼的金属作负极先被腐蚀
3. 下列现象中与电化学腐蚀无关的是（）o
? ?
A. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿
B. 生铁比软铁（几乎是纯铁）容易生锈
C. 铁质器件附着铜质配件，在接触处易生铁锈
D. 银质奖牌久置后表面变暗
4?钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁产量的四分之一。
甲_L_W
（1）___________________________________________________________ 钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应为__________________________________________________ 、____________________ O （2）为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R
可
以采用________ （填字母）。
A.铜
B.钠C?锌D.石墨
（3）______________________________________________________________________ 图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的_________________________ 极。
（4）___________________________ 图丙中哪种金属被腐蚀: o
忌维田形化?图形直观化
思维导图构建
答案
知识体系梳理
①气体 ②液体 ③氧化还原 ④直接 ⑤不纯 ⑥电解质溶液 ⑦原电池 ⑧析氢 ⑨吸氧 ⑩酸
?Fe-2e-~ Fe 2+?氧化 ?2H ++2e-~ H 2t ?还原 ?Fe+2H + ---------------------------- Fe 2++ H 2t ?很弱 ?中 性 ? 2Fe-4e ----------- 2Fe 2* ?氧化 ? O2+2H2O+4& --------------- 40H- ?还原 ? 2Fe+O 2+2H 2O 2Fe(OH)2?4Fe(OH )2+2H 2O+O 2_4Fe(OH)3?正极?负极?负极?阴?阳
?电解质?油漆?电镀?空气?水
基础学习交流
启结评价与反思
思学区?不思不复
金属的腐蚀与防护
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学习豪呢化?成斤兵享化
学习体验分享
1. 使金属与空气隔离。
2. 生铁更易被腐蚀，因为生铁中含有杂质碳，铁与碳、潮湿的空气构成原电池，发生电化学腐蚀。
3?电化学腐蚀速率远大于化学腐蚀，而且钢铁与直接能发生化学腐蚀的物质(如酸碱等)接触较少，与潮湿的空气接触非常普遍，所以钢铁主要发生电化学腐蚀。
4?可装上镁合金、锌块等比铁活泼的金属。
重点难点探究
探究1:
互动探究
⑴高;低;吸氧析氢;铁;碳
(2)Fe-2e- ----- Fe2+;2Fe+2H2O+O2——2Fe(OH)2;2H++2e-—H2t ;Fe+2H+t Fe2++H2t
【解析】a试管中:生铁中的碳、铁作两极，食盐水作电解质溶液构成原电池，发生吸氧腐蚀，吸收氧气,气体压强减小;b试管中:生铁中的碳、铁作两极，氯化钱溶液作电解质溶液也构成原电池，发生析氢腐蚀，析出氢气, 气体压强增大,U形管中液面左边升高，右边降低。无论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，铁均作负极,Fe-2e-—Fe2+, 碳作正极。
探究拓展
1?铁与铜及空气中的水蒸气构成原电池，形成电化学腐蚀,腐蚀速率加快，铁作负极，易失电子,所以易生锈。2?析氢腐蚀;硫酸厂附近空气中的二氧化硫的含量较高，导致金属接触到的溶液酸性较强，所以易发生析氢腐蚀。
探究2:
互动探究⑴浓H2SO4、CuO、H2O;C U O+H2SO4_C11SO4+H2O、CuSCU+Fe_FeSCU+Cu;不锈钢表面有红色物质生成
（2）锌;铁易生锈不宜电镀铁，铜、银不如铁活泼，镀层破坏后铁腐蚀更快，锌比铁活泼，镀层破坏后铁被保护因而更耐腐蚀，所以选择镀锌;Zn、ZnCI2
【解析】（1）验证劣质不锈钢在某些盐溶液中腐蚀，从提供的药品看盐应是CuSO4,从环保角度考虑，制备CuSO4可用浓H2SO4、CuO,劣质不锈钢可置换出CuSO4中的Cuo
（2）铁易生锈不宜电镀铁，铜、银不如铁活泼，镀层破坏后铁腐蚀更快，锌比铁活泼，镀层破坏后铁被保护因而更耐腐蚀，所以选择镀锌，用Zn作阳极、ZnCb作电解质溶液。
探究拓展
1?镀锡铁。
2?在同一电解质溶液中:电解原理引起的腐蚀（金属作电解池的阳极）〉原电池原理引起的腐蚀（金属作原电池的负极）〉化学腐蚀〉有防护措施的腐蚀。
基础智能检测
1. A
2. B【解析】金属的电化学腐蚀也可以在中性或碱性环境下进行;Cu、Al在潮湿的空气中会构成原电池, 铝易被腐蚀。
3. D
4?⑴负极:Fe?2e - Fe2+;正极:。2+4&+2出0—40H-
⑵C
⑶负
⑷铜
【解析】⑴负极:Fe-2e-_Fe2+;正极:。2+4&+2出0_4OH o
(2) 材料R必须比铁活泼，但不能与水反应。
(3) 铁闸门上只有积聚多余的电子才能使铁不失电子，所以铁闸门应该连接电源负极。
(4) 图丙中铜为阳极，铜放电被腐蚀。
思维导图构建①析氢②吸氧③保护④内部结构⑤原电池⑥牺牲阳极⑦外加电流