高中化学选修2课件-3.2 金属材料-人教版

【答案】 (1)电化学
(2)弱酸性或中 吸氧 4e－＋2H2O===4OH－
2Fe－4e－===2Fe2＋
O2＋
(3)较强的酸 析氢 Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－
===H2↑
思考：金属为什么会腐蚀？如何防止腐蚀？
【提示】 金属易失电子，表现出较强的还原性， 在有氧化剂或潮湿的空气里，往往发生氧化反应，形 成金属阳离子而被腐蚀。
侧导管中水柱下降，右侧导管中水柱上升。又由于甲
试管中生成了摩尔质量小的氢气，乙试管中消耗了摩
尔质量大的氧气，甲、乙两试管中残留气体平均相对 分子质量都会减小。
【答案】 左侧导管中水柱下降，右侧e
－
===H2↑
2H2O＋O2＋4e－===4OH－
6．铝的阳极氧化，是一种常用的金属表面处理技 术，它能使铝的表面生成一层致密的氧化膜，该氧化 膜不溶于稀硫酸。某化学研究小组在实验室中按下列 步骤模拟该生产过程。填写下列空白：
D．禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂，可减少汽 车尾气污染
【解析】 阿司匹林为解热镇痛药，A正确；高温 结 S的iO铜构2、块陶S，瓷i3N形的4、成基S铁体iC—的等铜，主原B要电正成池确分，；有铁钢A为铁l2负闸O3极门，，上M加装gO速一·A铁定l2O的数3 量腐、 蚀，C错；禁止使用含铅汽油，以防止铅对空气的污染， D正确。
正极：________________。
(3)若试管内液面下降，则原溶液呈________性， 发生________腐蚀，电极反应：负极：________；
正极：________________。
【解析】 根据原电池的构成条件，两种不同的材 料在有电解质溶液时，若形成闭合回路，即可构成原 电池。根据金属腐蚀的条件、原理及实验结果可知： 试管内液面上升，说明试管内压强减小，气体被吸收 所致，则铁钉发生了吸氧腐蚀，据此写出电极反应式； 试管内液面下降，说明试管内气体压强变大，试管内 产生了新气体所致，即铁钉发生了析氢腐蚀，据此写 出电极反应式。
【 解 析 】 (1)m[NaOH(aq)] ＝ ρV ＝ 200 mL×1.2 g·cm － 3 ＝ 240 g ， m(NaOH) ＝ m[NaOH(aq)]·w ＝ 240 g×16%＝38.4 g。
可与(强2)铝碱片反应表生面成的偏氧铝化酸膜盐为和Al水2O。3，是一种两性氧化物，
Al2O(33；) 阳阴极极是是电Al解失质去溶电液子中，的与H＋H得2O到共电同子作而用转转化化成H成2。 式的(形4)N式H。3·H2O属于弱碱，写离子方程式时要写成化学
【解析】 铜片插入三氯化铁溶液中发生反应Cu＋ 2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，不会有铁析出。
【答案】 C
5．如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲 试管到中的为现N象H是4C_l溶__液__，__乙__试__管__为__N_a，C甲l溶中液正。极数反天应后为观察
________________，乙中正极反应为 ________________。试管中残留气体平均相对分子质
【答案】 B
【点评】 钢铁腐蚀具有普遍性，但防止腐蚀，采 取适当的措施加强保护不但可以做到，而且可以大大 节省原料。
2. 下列金属的防护方法不正确的是( )
A．对健身器材涂油漆以防止生锈
B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的 方法来防锈
C．用牺牲锌块的方法来保护船体
D．自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈
(1)配制实验用的溶液。要配制200 mL密度为1.2 g·cm－3的溶质质量分数为16%的NaOH溶液，需要称取 ________ g NaOH固体。
(2)把铝片浸入热的16%NaOH溶液中约半分钟左右 洗去油污，除去表面的氧化膜，取出用水冲洗。写出 除 去 氧 化 膜 的 离 子 方 程 式 ________________________ 。
下列有关金属腐蚀的说法中正确的是( )
①金属的腐蚀全部是氧化还原反应
②金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，只有 电化学腐蚀才是氧化还原反应
③因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化学腐蚀 以析氢腐蚀为主
④无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化
A．①③
B．②③
C．①④
D．①③④
【解析】 电化学腐蚀是一个有电子转移的过程， 因此一定是一个氧化还原反应，①是对的；无论化学 腐蚀还是电化学腐蚀都是金属失去电子被氧化，②是 错的；二氧化碳在空气中的浓度很低，形成的溶液酸 性非常弱，故是以吸氧腐蚀为主，③错；④对。
【答案】 (1)38.4
(2)Al2O3＋2OH－===2AlO2－＋H2O (3)2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋ 6H＋＋6e－===3H2↑ (4)NH3·H2O＋H＋===NH4＋＋H2O
谢谢
(3)按下图所示组装好仪器，接通开关K，通电约25 min。在阳极生成氧化铝，阴极产生气体。写出该过程 中的电极反应式
阳极______________________________________； 阴极______________________________________。 (4)断开电路，取出铝片，用1%稀氨水中和表面的
量的变化为：甲________________，乙 ________________。
【解析】 该题在析氢腐蚀与吸氧腐蚀的基础上，
综合气压原理、平均相对分子质量概念，增强了题目 的 腐综蚀合，性生。成N氢H气4C，l溶气液压水增解高显，酸N性aC，l溶甲液试呈管中中性发，生乙析氢试 管中发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气压降低，所以左
【答案】 C
4．下列关于实验现象的描述不正确的是( )
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片 表面出现气泡
B．用铜片作阳极， 铁片表面出现一层铜
铁片作阴极，电解CuSO4
溶液，
C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现 一层铁
D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化 铜溶液，放出气泡速率加快
课题2 金属材料
回顾祖国几千年的发展历史，早在两千多年前的春 秋晚期，在农业生产上就开始大规模使用铁器，铁器 的出现，大大提高了生产力的发展水平。从那时起， 历史的车轮碾过了几千年，铁的产量一直居于统治地 位。但是我们也看到，钢铁的腐蚀现象十分普遍，腐 蚀可使金属的机械性能、色泽和外形等方面发生巨大 变化，严重时可使机器设备、仪器和仪表等报废。有 些重大事故的发生如桥梁塌陷、石油管道破裂等也往 往与金属腐蚀有关。据统计，全世界因腐蚀而损耗的
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
金属跟氧化性物质直 不纯金属(合金)跟电解质溶
接接触
液接触
现象
无电流产生
有微弱电流产生
本质 金属被氧化的过程 活泼金属被氧化的过程
相互关系 金属的化学腐蚀与电化学腐蚀同时发生，后者为主
金属的电化学腐蚀更为普遍，试分析钢铁 的析氢腐蚀与吸氧腐蚀的条件和电极反应情况。
[师生互动] 【提示】
铁器高达总产量的1/4。
1．了解金属腐蚀的实质和类型。 2．了解保护金属防止腐蚀的方法。
一、金属的腐蚀
1．本质 金属腐蚀的本质是 金属与其接触的其它物质在一。定条件下
发生氧化还原反应而被氧化
一、金属的腐蚀
金属的腐蚀分为几种类型？其本质相同吗？
[学生交流]
【提示】 金属腐蚀主要分为两种类型：化学腐蚀 和电化学腐蚀，其本质都是金属失去电子被氧化，现 将二者列表比较如下：
【答案】 C
【点评】 金属腐蚀的本质是金属失去电子被氧化。
1.如右图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数 天观察：
(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________腐 蚀。
(2)若试管内液面上升，则原溶液呈________性，发 生 ________ 腐 蚀 ， 电 极 反 应 ： 负 极 ： ____________________ __________________，
钝化膜
涂层保护
涂油漆、 涂沥青等
镀层保护 电镀
外加直流 电源的阴 极保护
牺牲 阳极 保护
制成合 金，如 不锈钢
等
二、金属腐蚀的防止和利用
层
1
．
用
化
学方 。
法
使 致其密的表氧化面膜 形
成
一
2．电镀，镀层金在属空通气常或是溶液一里些不易发生
化学变化
的物质。
3．电化学保护。法，牺如牲阳极保护法
外加电流 和
条件 正极反应 负极反应
总反应
酸性较强 2H＋＋2e－===H2↑ Fe－2e－===Fe2＋
2H＋＋ Fe === H2↑＋ Fe2＋
酸性很弱或者呈中性
2H2O＋O2＋4e－===4OH－
2Fe－4e－===2Fe2＋
2Fe＋2H2O＋O2=== 2Fe(OH)2
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O === 4Fe(OH)3
防止金属腐蚀的方法有：改变金属成分、钝化、涂 层、镀层、电化学保护法等。
二、金属的防护
在铁皮上镀上一层锌的目的是什么？快餐 杯表面有一层搪瓷，起什么作用？
[学生交流]
【提示】 镀锌的目的主要是将锌覆盖在铁的表面， 隔离空气等物质防止铁的腐蚀。快餐杯表面的搪瓷起
到保护铁，防止铁生锈的作用。
为什么工业生产的镁、铝不需要加覆盖层 保护？
【答案】 C
2．(2009年广东)钢铁生锈过程发生如下反应：
①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2； ② 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=== 4Fe(OH)3； ③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。 下列说法正确的是( )
A．反应①、②中电子转移数目相等
B．反应①中的氧化剂是氧气和水
【解析】 “机械转动部位”应涂油质防锈，油质 既能防水又能防止气体对金属的腐蚀，还能使转动部 位灵活。