2017高考化学一轮复习专题十二电化学考点三金属的腐蚀与防护教学案
高考化学一轮复习专题十二电化学考点三金属的腐蚀与防护教学案

考点三金属的腐蚀与防护1 金属的腐蚀(1)概念:金属的腐蚀是指金属或合金跟周围接触到的化学物质发生化学反应而腐蚀损耗的过程。
(2)本质:金属失去电子而被损耗,M-n e-===M n+(M表示金属),发生氧化反应。
(3)类型①化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍以钢铁的腐蚀为例进行分析:类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe-2e-===Fe2+正极2H++2e-===H2↑O2+2H2O+4e-===4OH-总反应式Fe+2H+===Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍22233232x)H2O。
2 金属的防护方法(1)改变金属的内部组织结构例如把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢,就大大增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。
(2)在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖致密的保护层,从而使金属制品跟周围物质隔离开来,这是一种普遍采用的防护方法。
(3)电化学防护法牺牲阳极的阴极保护法外加电流的阴极保护法依据原电池原理电解原理原理形成原电池时,被保护金属作正极(阴极),不反应受到保护;活泼金属作负极将被保护的金属与另一附加电极作为电解池的两个极,使被保护金属作阴极,在(阳极),发生反应受到腐蚀,阳极要定期外加直流电的作用下使阴极得到保护予以更换1.思维辨析(1)所有金属纯度越大,越不易被腐蚀。
( )(2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样。
( )(3)干燥环境下金属不被腐蚀。
( )(4)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。
( )(5)钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电子生成Fe3+。
考点三 金属的腐蚀与防护教案

课题第22讲电解池金属的电化学腐蚀与防护主备人:考点三金属的腐蚀与防护教学目的知识技能理解电解池的构成、工作原理及应用能书写电极反应和总反应方程式过程与方法运用氧化还原反应原理来理解各类电解池的工作原理情感态度价值观通过学习各类电池的实际应用,感受化学给人类带来的进步和文明。
通过了解电解电池给环境的危害,树立环保意识,.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
重点理解电解池的构成、工作原理及应用难点能书写电极反应和总反应方程式教学方法讲述、讨论、练习、探究。
板书设计考点三金属的腐蚀与防护教学反思教学过程二次备课1.金属腐蚀的本质金属原子变为,金属发生。
2.金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀与电化学腐蚀型化学腐蚀电化学腐蚀件金属跟接触不纯金属或合金跟接象电流产生有微弱电流产生质金属被较活泼金属被系两者往往同时发生,腐蚀更普遍(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析:类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电极反应负极Fe-2e-===Fe2+正极2H++2e-===H2↑O2+2H2O+4e-===4OH-总反应式Fe+2H+===Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍3.金属的防护(1)电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法—原理a.负极:比被保护金属活泼的金属;b.正极:被保护的金属设备。
②外加电流的阴极保护法—原理a.极:被保护的金属设备;b.极:惰性金属或石墨。
(2)改变金属的内部结构,如制成合金、不锈钢等。
(3)加防护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
(1)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样()(2)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物()(3)钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电子生成Fe3+()(4)在金属表面覆盖保护层,若保护层破损后,就完全失去了对金属的保护作用()(5)若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀()(6)钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀()(7)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性()(8)自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致()(1)A、B两装置长时间露置于空气中,A发生腐蚀,B发生腐蚀。
金属的腐蚀与防护教案

课题: 第三单元 金属的腐蚀与防护教学目标1、知识与技能:、知识与技能:(1)能描述金属腐蚀的定义、分类;)能描述金属腐蚀的定义、分类;(2)能描述电化学腐蚀的原理和金属腐蚀的本质;)能描述电化学腐蚀的原理和金属腐蚀的本质; (3)对钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀进行比较。
)对钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀进行比较。
2、过程与方法:、过程与方法:通过探究观察铁钉生锈的过程,学会对比、比较认识事物的科学方法和假设验证探究的思维方式,辩证的认识外因条件对化学变化的影响,再次体会实验是学习和研究物质化学性质的重要方法。
方法。
3、情感态度与价值观:、情感态度与价值观:体会实验探究铁钉生锈的条件及锈蚀速率的影响条件,获得电化学腐蚀的知识的成功愉悦,保持学习的兴趣。
电化学腐蚀的知识的成功愉悦,保持学习的兴趣。
教学的重点和难点教学重点:金属的电化学腐蚀原理、电化腐蚀的原因。
教学重点:金属的电化学腐蚀原理、电化腐蚀的原因。
教学难点:金属的电化学腐蚀原理、析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式。
教学方法:通过情境导学法,讨论法,教师讲授法,多媒体辅助教学等方式通过情境导学法,讨论法,教师讲授法,多媒体辅助教学等方式 教学手段:多媒体,黑板多媒体,黑板 教学时数:第一课时第一课时教学过程:教师活动教师活动 学生活动学生活动 设计意图设计意图[实物展示] 展示生锈的铁钉,请同学们讨论,在我们的身边你看到了那些金属被腐蚀,情况如何?蚀,情况如何?学生讨论身边金属被腐蚀的现象,交流交流引起学生对”化学与生活”的关注;训练表达能力.[图片展示] 展示生活中被腐蚀的金属图片[板书]第二单元第二单元 金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护[介绍] (投影) 金属的腐蚀现象是普遍存在的,它所造成的危害也非常巨大。
全球每一分半钟就有1吨钢腐蚀成铁锈.根据各国调查结果,一般说来,金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。
腐蚀在世界各国、各行各业造成过重大损失,飞机坠毁,钢铁桥梁突然断塌、混凝土工程出现渗漏溶蚀、裂缝、钢筋断裂,输电塔杆倒塌,水轮机叶轮出现空泡腐蚀、腐蚀损伤、停电维修以至有的电厂突然停电,引起用电工厂成片停产。
《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计

《金属的电化学腐化与防备》教课方案三维目标:知识与技术: 1.认识金属腐化及其危害。
2.认识金属电化学腐化的原由及反响原理。
3.认识金属防备的一般方法,特别是电化学防备的方法。
过程与方法:案例引入,激发兴趣;分组实验,总结结论,典型题例,强化理解。
感情态度与价值观:经过生活案例引起学生思虑,表现化学与生活的密切联系,激发学生的研究精神,并让学生领会到学致使用的科学精神。
教课要点:金属的电化学腐化及金属的电化学防备。
教课难点:金属发生吸氧腐化的电化学原理。
教具:供给试剂:锌片铜片稀硫酸氯化钠溶液供给仪器:水槽导管电流表教课过程:【案例引入(配合投影)】在我们的生活中常常能够看到这些现象(投影图片)。
这些现实均显示:我们辛苦制备的资料,特别是金属资料在使用中常常会被腐化,造成破坏,浪费,甚至惹起恶性事故。
如:这是位于美国的俄亥俄桥,忽然塌入河中,死亡46 人。
过后检查,是因为桥梁的钢梁被腐化产生裂痕所致。
又如,这是日本大阪地下铁道的输气管道,因腐蚀而折断,造成瓦斯爆炸,乘客就地死亡75 人。
这样的例子举不胜举,可见,金属腐化给人类造成的损失有多么巨大。
据统计:(投影)。
这些数据都说明金属腐化造成的损失已经远远超出了各样自然灾祸造成的损失的总和。
因此我们要有这样的使命感:用自己学过的知识,去研究金属腐化的原理,并试试找出“防备腐化的方法”,甚至想想利用腐化原理为我们服务。
今日这堂课我们就来走进“金属的腐化与防护”。
【板书】金属的电化学腐化与防备[预设问题 1]钢铁生锈,铁锈的主要成分:Fe2O3·xH2O铜器生锈,铜绿的主要成分:Cu2(OH)2CO3思虑:金属腐化的实质是什么[板书 ] 第四节金属的电化学腐化与防备[板书 ] 一、金属的电化学腐化1、金属的腐化(1)定义:金属原子失电子被氧化的过程(2)金属腐化的实质: M —ne—=M n+[实验研究 ] 金属腐化的种类[预设问题 2] A、 B 装置中 Zn 棒的质量有无变化Zn 发生了什么反响装置中能否有电流形成[板书 ] (3) 金属腐化的种类[预设问题 3] 钢铁在湿润的空气中为何在湿润的空气中比干燥的空气中更易被腐化[多媒体投影 ] 钢铁的析氢腐化电化学腐化表示图[板书 ] 析氢腐化(酸性溶液)[指定学生板书 ]负极( Fe): Fe—2e—=Fe2+正极( C): 2H++2e—=H2↑[指引 ] C 装置中发生了什么电化学腐化[学生实验 ] 铁的吸氧腐化(教材85 页实验 4-3)[演示实验 ] 2.铁的吸氧腐化的改良实验:投影实验现象[多媒体投影 ]实验现象[板书 ]析氧腐化(中性和弱酸性溶液)[多媒体投影 ] 钢铁的吸氧腐化电化学腐化表示图[指引 ] 钢铁吸氧腐化时形成的原电池的正负极,写出电极反响方程式:[板书 ]负极( Fe): 2Fe—4e—=2Fe2+正极( C): O2+2H2 O+4e—=4OH—总反响: 2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2[多媒体投影 ]铁锈形成: 4Fe(OH)2+ O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3失掉部分水成为铁锈,构造松散,不可以起到保护作用。
金属的电化学腐蚀与防护学案

金属的电化学腐蚀与防护学案金属的电化学腐蚀与防护知能定位1.了解金属腐蚀的原因,能辨别金属发生腐蚀的类型。
2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。
3.了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。
情景切入铁生锈的现象随处可见,为什么铁在潮湿的环境中容易生锈?采取什么措施可以防止铁生锈呢?自主研习一、金属的电化学腐蚀1.金属腐蚀(1)定义金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
(2)实质金属失去电子被氧化。
(3)类型①化学腐蚀:指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。
腐蚀过程中无电流产生。
②电化学腐蚀:指不纯的金属或合金发生原电池反应,使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。
2.电化学腐蚀(1)吸氧腐蚀:钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时,氧气参加电极反应,发生吸氧腐蚀。
负极:2Fe==4e-+2Fe2+;正极:2H2O+O2+4e-==4OH-;总反应:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH) 2。
最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3xH2O),反应如下:2Fe(OH) 3==Fe2O3xH2O+(3-x)H2O。
(2)析氢腐蚀:金属表面的电解质溶液酸性较强,腐蚀过程中不断有第1 页共5 页负极:Fe==Fe;正极:+-二、金属的电化学防护1.金属的防护(1)本质:阻止金属发生氧化反应。
(2)方法①改变金属内部结构,如制成合金等。
②加防护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。
③电化学防护2.电化学防护(1)牺牲阳极的阴极保护法将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起,更活泼的金属作阳极(负极)被腐蚀,作为阴极(正极)的金属被保护。
(2)外加电流的阴极保护法(原理如图)2+-课堂师生互动知识点1钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较考例1(2009北京卷,6)下列叙述不正确的是()A..第2 页共5 页B.C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:O2+2H2O+4e--==4OH-D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应:2Cl--2e-==Cl2↑解析:本题主要考查电化学知识,只要掌握原电池和电解的原理就能作答,A项中锌作阳极,B项锌作负极,铁被保护,C、D都是正确的。
金属的腐蚀与防护教案

金属的腐蚀与防护教案一、教学目标1. 让学生了解金属腐蚀的概念及其原因。
2. 让学生掌握金属腐蚀的类型和常见腐蚀现象。
3. 让学生了解金属防护的方法及其原理。
4. 培养学生运用科学知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 金属腐蚀的概念及其原因1.1 金属腐蚀的定义1.2 金属腐蚀的原因1.2.1 化学腐蚀1.2.2 电化学腐蚀2. 金属腐蚀的类型和常见腐蚀现象2.1 均匀腐蚀2.2 局部腐蚀2.3 腐蚀速率2.4 常见腐蚀现象举例三、教学重点与难点1. 教学重点:金属腐蚀的概念、原因、类型及常见腐蚀现象。
2. 教学难点:金属腐蚀原因中的电化学腐蚀原理。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生思考金属腐蚀的奥秘。
2. 利用图片、视频等多媒体资源,直观展示金属腐蚀现象。
3. 案例分析,让学生了解金属腐蚀在实际生活中的应用。
4. 小组讨论,培养学生合作学习的能力。
五、教学准备1. 教学课件:金属腐蚀与防护的相关图片、视频等。
2. 教学素材:金属腐蚀现象的案例。
3. 实验器材:铁钉、硫酸铜溶液等。
教案剩余部分(六至十章)待您提供相关要求后,我将为您编写。
六、教学过程1. 引入新课:通过展示金属腐蚀现象的图片,引发学生对金属腐蚀的思考。
2. 讲解金属腐蚀的概念及其原因:介绍金属腐蚀的定义,分析金属腐蚀的化学和电化学原因。
3. 分析金属腐蚀的类型和常见腐蚀现象:讲解均匀腐蚀、局部腐蚀等类型,展示常见腐蚀现象的图片。
4. 探究金属防护的方法及其原理:介绍金属防护的方法如镀层、阴极保护等,解释其原理。
5. 总结与作业布置:对本节课内容进行总结,布置相关作业,引导学生深入思考。
七、课堂练习a) 金属腐蚀只会发生在金属表面。
()b) 所有的金属都会发生腐蚀。
()c) 金属腐蚀只有一种类型。
()a) 金属腐蚀的原因主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。
()b) 金属腐蚀的类型有均匀腐蚀和局部腐蚀两种。
()c) 金属防护的方法只有镀层一种。
金属的腐蚀与防护教学设计

金属的腐蚀与防护-教学设计【教学目标】:1、了解金属腐蚀的危害,认识金属腐蚀造成的经济影响.2、应用原电池原理,了解金属电化腐蚀的原因,能解释金属发生电化学腐蚀的原因3.了解一些选择防铁锈方法时应考虑的因素,通过实验探究防止金属腐蚀的措施。
掌握金属保护的重要方法,培养学生对社会重大课题的决策能力和创新意识.【教学重点】:金属电化腐蚀【教学难点】:金属电化腐蚀;钢铁腐蚀【教学方法】:启发式、讨论式、实验法【教具】:实验投影仪教学过程:【引言】在日常生活中,金属腐蚀的现象随处可见。
现在,请各小组代表把课前搜索的信息给全班同学展示一下。
三个小组代表分别发言【学生演讲】(二分钟)介绍金属腐蚀造成的影响。
【设问、过渡】钢铁为什么会生锈?我们怎么样利用化学知识来减小金属腐蚀?让我们一起来学习有关金属腐蚀的知识。
以铁生锈为例来简单说明:【板书】金属的腐蚀与防护【小结】金属腐蚀就是游离态的金属单质被氧化成化合态的金属氧化物或其他化合物的过程,可表示为:【板书】金属腐蚀的实质:M → Mn++ ne-金属腐蚀的分类:化学腐蚀电化学腐蚀【提问】举例说明什么是化学腐蚀和电化学腐蚀?【学生回答】铁和氯气直接反应而腐蚀;钢管被原油中的含硫化合物腐蚀均为化学腐蚀。
钢铁在潮湿的空气中生锈是电化学腐蚀。
【过渡】钢铁在潮湿的空气里所发生的腐蚀,就是电化学腐蚀的最普通的例子。
在一般情况下,金属腐蚀大多是电化学腐蚀。
【提问】电化学腐蚀是怎样形成的?它具有哪些特征?让我们通过实验来研究学习有关电化学腐蚀的知识。
【过渡】上堂课我们已学习了有关原电池的知识,现在我们从金属腐蚀的角度来分析铜--锌原电池实验的原理。
【课件演示】铜-锌原电池实验做如下实验:锌片投入稀硫酸中――腐蚀的种类及特点;用铜丝接触锌片――腐蚀的种类及特点。
【投影、复习】原电池反应:Zn(-):Zn→ Zn2+ +2e- (氧化反应)Cu(+): 2H++ 2e- → H2↑ (还原反应)总的反应方程式:Zn + 2H+ → Zn2+ + H2↑【启发】铜-锌原电池实验可看作锌被腐蚀的过程,属于哪类金属腐蚀?【回答】电化学腐蚀。
《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计

《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计学习目标:1、了解金属腐蚀的危害及金属腐蚀的本质原因;2、了解金属腐蚀的种类,发生腐蚀的反应式的书写;3、掌握金属防护的方法。
学习重点、难点:金属的电化学腐蚀学习过程:一、金属的电化学腐蚀1、金属的腐蚀是金属与周围的气体或者液体物质发生而引起损耗的现象。
一般可分为腐蚀和腐蚀。
化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体(如、、等)或非电解质液体(如)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
如:钢管被原油中的腐蚀,温度越高,化学腐蚀越。
电化学腐蚀:不纯的金属跟电解质溶液接触时。
会发生反应,的金属失去电子而被。
如在潮湿的空气中生锈。
两种腐蚀往往发生,但腐蚀更普遍,速度更快,危害更严重。
2、化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点:电化腐蚀化学腐蚀条不纯金属或合金与接触与直接接触有无电流产生本质较活泼的.金属被氧化金属被氧化3、电化学腐蚀 (以钢铁为例)(1)析氢腐蚀 (酸性较强的溶液)负极:正极:总方程式:(2)吸氧腐蚀 (中性或弱酸性溶液)负极:正极:总方程式:离子方程式:Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用:铁锈的主要成分是,阻止钢铁继续腐蚀。
(能、不能)3、影响金属腐蚀快慢的因素本性:(1)金属的活动性:金属越,越容易被腐蚀(2)纯度:不纯的金属比纯金属跟腐蚀,如纯铁比钢腐蚀。
(难、易)电化学腐蚀:两电极活动性差别越大,氧化还原反应速率越,活泼金属被腐蚀得越快。
(3)氧化膜:如果金属被氧化形成致密的氧化膜,那么会保护内层金属,如、如果金属被氧化形成疏松的氧化膜,那么不会保护内层金属,如外因:介质:环境(腐蚀性气体,电解质溶液)练习:1、如右图所示,铁处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中,铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是(填序号)。
2、下列各情况,Fe片被腐蚀由快到慢的是二、金属的防护1、金属的防护覆盖保护膜(涂油漆,电镀,钝化等)改变金属的内部结构(钢→不锈钢,在钢中加入镍和铬)电化学保护牺牲阳极阴极保护法(较活泼金属作极,钢铁作极被保护)外加电流阴极保护法(外加电流,使钢铁被迫成为极受保护)练习:如图所示,试管中的铁钉如果在酸性溶液或在食盐溶液中的腐蚀的现象有何不同?当堂达标练习:1、下列有关纯铁的描述正确的是()A.熔点比生铁的低B.与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快C.在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀D.在冷的浓硫酸中可钝化2、下列叙述中正确的是()①锌跟稀硫酸制取氢气,加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率②镀层破坏后,白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀③钢铁表面常易锈蚀生成 Fe2O3 H2OA. 都正确B. ①③C. ①D. ②③3、下列事实不能用电化学原理解释的是()A.常温条下,在空气中铝不容易被腐蚀B.镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐蚀C.用锌与硫酸制氢气时,往硫酸中滴少量硫酸铜D.远洋海轮的尾部装上一定数量的锌板4、X、Y、Z、代表四种金属,金属X和Y用导线连接放入稀硫酸中时,X溶解,Z极上有氢气放出;若电解Y2+离子和Z2+离子共存的溶液时,Y先析出;又知2+离子的氧化性强于Y2+离子。
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考点三金属的腐蚀与防护1 金属的腐蚀(1)概念:金属的腐蚀是指金属或合金跟周围接触到的化学物质发生化学反应而腐蚀损耗的过程。
(2)本质:金属失去电子而被损耗,M-n e-===M n+(M表示金属),发生氧化反应。
(3)类型①化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍以钢铁的腐蚀为例进行分析:类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe-2e-===Fe2+正极2H++2e-===H2↑O2+2H2O+4e-===4OH-总反应式Fe+2H+===Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍22233232x)H2O。
2 金属的防护方法(1)改变金属的内部组织结构例如把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢,就大大增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。
(2)在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖致密的保护层,从而使金属制品跟周围物质隔离开来,这是一种普遍采用的防护方法。
(3)电化学防护法牺牲阳极的阴极保护法外加电流的阴极保护法依据原电池原理电解原理原理形成原电池时,被保护金属作正极(阴极),不反应受到保护;活泼金属作负极将被保护的金属与另一附加电极作为电解池的两个极,使被保护金属作阴极,在(阳极),发生反应受到腐蚀,阳极要定期外加直流电的作用下使阴极得到保护予以更换1.思维辨析(1)所有金属纯度越大,越不易被腐蚀。
( )(2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样。
( )(3)干燥环境下金属不被腐蚀。
( )(4)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。
( )(5)钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电子生成Fe3+。
( )(6)在金属表面覆盖保护层,若保护层破损后,就完全失去了对金属的保护作用。
( )(7)外加电流的阴极保护法,构成了电解池;牺牲阳极的阴极保护法构成了原电池。
二者均能有效地保护金属不容易被腐蚀。
( )答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√2.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。
下列有关说法错误的是 ( )A.d为石墨,铁片腐蚀加快B.d为石墨,石墨上电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-C.d为锌块,铁片不易被腐蚀D.d为锌块,铁片上电极反应为2H++2e-===H2↑答案 D解析d为石墨,则铁片作负极,铁片腐蚀加快,A选项正确;d为石墨,则铁片发生吸氧腐蚀,石墨作正极,正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,B选项正确;d为锌块,锌比铁活泼,锌块作负极,铁片作正极被保护起来,不易被腐蚀,C选项正确;d为锌块,铁片上的电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,D选项错误。
[考法综述] 本考点要求考生理解金属电化学腐蚀的原理、形成电化学腐蚀的条件,会判断金属在不同条件下腐蚀的快慢,并能选择合适方法进行金属防护。
命题法1 金属腐蚀快慢的比较典例1 如图所示,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )A.②①③④⑤⑥ B.⑤④③①②⑥C.⑤④②①③⑥ D.⑤③②④①⑥[解析] ①中Fe为负极,C为正极,属于钢铁的吸氧腐蚀,腐蚀速率较慢。
②、③、④的实质均为原电池装置。
③中Fe为正极,被保护;②、④中Fe为负极,均被腐蚀。
但相对来说Fe和Cu的金属活动性差别较Fe和Sn的大,故Fe-Cu原电池中Fe的腐蚀速率较快;⑤中Fe接电源正极作阳极,Cu接电源负极作阴极,加快了Fe的腐蚀;⑥中Fe接电源负极作阴极,Cu接电源正极作阳极,防止了Fe的腐蚀。
根据以上分析可知:铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为⑤>④>②>①>③>⑥。
[答案] C【解题法】金属腐蚀快慢规律(1)在同一电解质溶液中,金属腐蚀由快到慢的顺序:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>应用原电池原理有保护措施的腐蚀>应用电解原理有保护措施的腐蚀。
或电解池阳极>原电池负极>化学腐蚀>原电池正极>电解池阴极。
(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序:强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)对于活动性不同的两种金属的合金,活动性差别越大,氧化还原反应速率越大,活泼金属腐蚀越快。
(4)对于同一电解质溶液,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀越快(除钝化外)。
(5)纯度越高的金属,腐蚀得越慢。
(6)不纯的金属或合金,在潮湿空气中的腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。
命题法2 析氢腐蚀与吸氧腐蚀的判断典例2 如图装置中,小试管内为红墨水,具支试管内盛有pH=4久置的雨水和生铁片。
实验时观察到:开始时导管内液面下降,一段时间后导管内液面回升,略高于小试管内液面。
下列说法正确的是 ( )A.生铁片中的碳是原电池的阳极,发生还原反应B.雨水酸性较强,生铁片仅发生析氢腐蚀C.墨水回升时,碳电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-D.具支试管中溶液pH逐渐减小[解析] 生铁片浸入酸性较强的雨水中,形成铁碳原电池,因铁比碳活泼,故碳为正极,铁为负极。
因起始时雨水pH=4,酸性较强,故发生析氢腐蚀,负极反应为Fe-2e-===Fe2+,正极反应为2H++2e-===H2↑,总反应为2H++Fe===Fe2++H2↑,因生成H2,气体增加,导管内液面下降;随着反应的进行,c(H+)变小,发生吸氧腐蚀,负极反应为Fe-2e-===Fe2+,正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,总反应为O2+2H2O+2Fe===2Fe(OH)2,因消耗O2,故一段时间后导管内液面回升。
综合以上反应,生铁片中的碳是原电池的正极,发生还原反应,A错;反应过程中先发生析氢腐蚀,后发生吸氧腐蚀,B错;墨水液面回升时,发生吸氧腐蚀,碳极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,C正确;反应过程中c(H+)先变小,后不变,故具支试管中溶液pH先增大,后不变,D错。
[答案] C【解题法】析氢腐蚀和吸氧腐蚀的判断方法正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。
潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀;NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。
1.下列说法正确的是( )A.若H2O2分解产生1 mol O2,理论上转移的电子数约为4×6.02×1023B.室温下,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,溶液pH>7C.钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀D.一定条件下反应N2+3H22NH3达到平衡时,3v正(H2)=2v逆(NH3)答案 C解析2H2O2===2H2O+O2↑,生成1 mol O2时转移2 mol e-,A项错误;pH=3的CH3COOH 溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,反应后醋酸过量,溶液显酸性,B项错误;当铁作原电池的正极或电解池的阴极时,铁均会受到保护,C项正确;由反应方程式的系数知,任何时候均存在2v正(H2)=3v正(NH3),只有达到平衡时,v正(NH3)=v逆(NH3),所以当2v正(H2)=3v逆(NH3)时,表明反应已达平衡,D项错误。
2.下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是( )A.水中的钢闸门连接电源的负极B.金属护栏表面涂漆C.汽车底盘喷涂高分子膜D.地下钢管连接镁块答案 A解析B、C为加保护层保护法;D为原电池原理的牺牲阳极的阴极保护法。
3.糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。
下列分析正确的是( )A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为Fe-3e-===Fe3+C.脱氧过程中碳作原电池负极,电极反应为2H2O+O2+4e-===4OH-D.含有1.12 g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况)答案 D解析在脱氧过程中,由铁、碳作电极,氯化钠溶液作电解质溶液形成原电池,发生吸氧腐蚀,该过程为放热反应;在脱氧过程中,碳作正极,铁作负极,铁失电子发生氧化反应,生成Fe2+;在脱氧过程中,Fe失电子被氧化为Fe2+,Fe2+最终还是被氧气氧化为Fe3+,由电子得失守恒知消耗氧气的体积(标准状况下)V(O2)=22.4 L·mol-1×3×1.12 g56 g·mol-14=336 mL。
4.化学与社会息息相关,下列物质在社会、生活中的应用及解释都正确的是( ) 选项应用解释A 高纯硅作计算机芯片的材料硅晶体在自然界中能稳定存在B 在入海口的钢铁闸门上装一定数量的锌块防止闸门被腐蚀利用外加电流的阴极保护法保护金属C 高铁车厢采用铝合金材料铝合金强度大,质量轻,不与氧气反应D用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果其作用是吸收水果释放出的乙烯答案 D解析A错,硅晶体在自然界中不能稳定存在;B错,锌先被腐蚀,是牺牲阳极的阴极保护法;C错,铝合金耐腐蚀,不是不与氧气反应。
5.下列有关下图所示的说法正确的是( )A.图甲中开关置于N处时铜锌合金腐蚀的速率增大B.图乙中接通开关时,锌腐蚀的速率增大,锌上放出气体的速率增大C.图丙中接通K2时铁棒不被腐蚀,属于牺牲阳极保护法D.图丙中接通K1时,石墨棒周围溶液的pH增大答案 D解析A错,图甲中开关置于N处时铜锌合金腐蚀的速率减小;B错,图乙中接通开关时,锌腐蚀的速率增大,金属铂上放出气体的速率增大;C错,图丙中接通K2时铁棒不被腐蚀,属于外加电流的阴极保护法。
6.我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值。
但出土的青铜器大多受到环境腐蚀,故对其进行修复和防护具有重要意义。
如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
(1)腐蚀过程中,负极是________(填图中字母“a”或“b”或“c”)。
(2)环境中的Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为____________。
(3)若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。
答案(1)c(2)2Cu2++3OH-+Cl-===Cu2(OH)3Cl↓(3)0.448解析(1)在青铜器被腐蚀过程中,Cu失去电子为原电池的负极。