第三章探索生活材料
高中化学 第三章 探索生活材料 第二节 金属的腐蚀和防护 电化学腐蚀素材
电化学腐蚀电化学腐蚀就是金属和电解质组成两个电极,组成腐蚀原电池。
例如铁和氧，因为铁的电极电位总比氧的电极电位低，所以铁是阳极，遭到腐蚀.特征是在发生氧腐蚀的表面会形成许多直径不等的小鼓包，次层是黑色粉末状溃疡腐蚀坑陷。
1基本介绍不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。
我们知道，钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀，但潮湿的空气中却很快就会腐蚀。
原来，在潮湿的空气里，钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量的氢离子与氢氧根离子，还溶解了氧气等气体,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。
在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。
铁失去电子而被氧化。
电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。
金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。
电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。
在反应中，金属失去电子而被氧化,其反应过程称为阳极反应过程,反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐)；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。
在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂.在均匀腐蚀时,金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别,进行两种反应的表面位置不断地随机变动。
如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应，其余表面区域主要进行阴极反应，则称前者为阳极区，后者为阴极区,阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。
直接造成金属材料破坏的是阳极反应，故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接,以使腐蚀发生在电位较低的金属上。
2相关原理金属的腐蚀原理有多种，其中电化学腐蚀是最为广泛的一种.当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气电化学腐蚀中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池（其电极习惯上称阴、阳极，不叫正、负极）。
人教版高二年级选修1 第三章第二节 《金属的腐蚀和防护》教学设计
第三章探索生活材料第二节金属的腐蚀和防护一、教材分析《金属的腐蚀和防护》是人教版高中化学选修一《化学与生活》第三章第二节。
本节包括两部分内容:金属的腐蚀和防护。
内容涉及金属腐蚀的化学原理（化学腐蚀、电化学腐蚀）、影响腐蚀速率的因素、强调指出金属腐蚀的本质以及金属防护的常用方法等。
在学习了原电池原理的基础上，引导学生学习金属的腐蚀与防护，重点是能够用金属电化学腐蚀的原理解释生活中金属腐蚀的现象，加深了学生对化学与生活实际联系的认识。
本节内容是本章理论知识的实际应用，有助于学生将感性认识转化为理性认识，从而体会化学学习的价值，更有利于培养学生发现问题、分析问题、联系实际解决问题的能力。
二、学情分析已有基础：初中化学进行过活动与探究《铁钉锈蚀的条件》实验，了解了铁的腐蚀是氧气和水共同作用的结果，并且学习了原电池原理，再此基础上学习比较容易接受。
知识不足：对知识的学习只注重表面现象，缺少生活经验。
能力不足：缺乏理论联系实际的能力，缺乏一定的综合思维能力。
发展方向：了解化学与人类生产、生活的密切关系，培养学习化学的兴趣；培养由现象看本质的辩证唯物主义观点，发展从实践到理论、又从理论到实践的认知规律。
三、教学目标（一）知识与技能1.掌握金属腐蚀的化学原理；2.知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。
（二）过程与方法通过观察演示实验，结合日常生活经验，分析实验本质，体验科学探究的过程，学习探究方法，初步形成科学探究的能力。
（三)情感态度与价值观感受化学在生产生活中的重要地位，培养学生关注社会问题的意识和责任感。
四、教学重、难点重点：金属的电化学腐蚀原理难点：金属的电化学腐蚀原理五、教学过程六、课堂练习1.在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地区铁生锈相对慢一些？为什么？2.请你预测铁在月球上会不会生锈？为什么？七、作业布置完成教材P53页2、4题八、板书设计第二节金属的腐蚀和防护九、教学反思。
选修1_(化学与生活)_教材_课后习题_参考答案
选修1（化学与生活）的课后习题参考第二章促进身心健康第一节习题合理选择饮食习题参考1 如果供居民饮用的所有的水都是纯净水（几乎不含有任何杂质），由于水是一种很好的溶剂，有较强的溶解能力，长期饮用可能将体内的一些必需元素溶解排出而造成营养成分丢失；还可能破坏人体细胞内的平衡，导致新陈代谢紊乱；同时纯净水不能提供人体所必需的一些常量元素和微量元素，因此长期饮用对人体健康可能是有害的。
2 提示：无公害食品允许使用部分较为安全的化学合成物质，但是使用方式和残留数量受到严格限制，保证不会达到影响人体健康的残留水平。
目前，我国的无公害食品主要是无公害蔬菜。
对绿色食品和有机食品的质量要求比无公害食品的要高。
对于绿色食品来说，要求食品的农业生产环境质量良好，食品的生产过程遵守国家有关规定，产品经过专门监测单位严格检测，包装、储存、运输等过程也严格按照有关标准进行。
我国的绿色食品分为“A级”和“AA级”两个等级。
有机食品也称生态食品或生物食品。
在其生产和加工过程中绝对禁止使用农药、化肥、植物生长调节剂等人工合成物质，而且不允许使用基因工程技术。
生产有机食品的原料必须来源于无污染的环境。
有机食品的要求高于“A级”绿色食品，与“AA级”绿色食品相似。
3 （1）晒干、风干、烘干、冷冻干燥等。
（2）脱水可以消除食物中微生物和细菌繁殖所需要的水分，防止有水参加的、能导致食物腐败的有关反应（如霉变、发酵等）的发生。
（3）饼干、干果、干鱼和干肉等。
4 C5 提示：食品中加入营养强化剂有助于补充食品中缺少的、或在加工过程中损失的营养成分或微量元素等，如碘、铁、锌、钙、赖氨酸和维生素等，对于提高食品的营养价值有重要作用。
但是否需要食用含有营养强化剂的食品，应根据各地情况和每个人的具体情况以及医生的建议而定。
切不可盲目地食用含有营养强化剂的食品或补剂，儿童和青少年尤其要注意这一点。
第二章促进身心健康第二节习题正确使用药物习题参考1 “水能载舟，亦能覆舟”，这里的水指药物，舟指患者。
人教版 高二 化学 选修1 第三章 第四节 塑料纤维和橡胶(共21张PPT)
纤维和橡胶
合成纤维
优点：强度高、弹性好、耐磨、耐化 学腐蚀和不怕虫蛀等。 缺点：吸水性和透气性不如天然纤维。 常见合成纤维：锦纶(尼龙)、涤纶(的 确良)、腈纶(人造羊毛)、维纶、氯纶、 丙纶。
橡胶
➢ 天然橡胶成分：聚异戊二烯。
合 普通橡胶
成
丁苯橡胶
橡 胶 特种橡胶 顺丁橡胶
氯丁橡胶
复合材料
4. 下面列出了塑料制品在不同领域的应用比例，请
你用柱形图、扇形图或其他形式处理这些数据，
并与同学交流你从这些数据中得到的信息。
包装业 36%；建筑业 21%；电机及电子工业
10%；交通业 5%；家具业 5%；玩具业 4%；
其他 19%。 Excel→插入→图表
40% 35% 30% 25% 20% 15% 10%
5% 0%
包装电业机建及筑电业子工业交通业家具业玩具业 其他
系列1
40% 35% 30% 25% 20% 15% 10%
5% 0%
包装业
家具业
柱形图
系列1
包装业 建筑业 电机及电子工业 交通业 家具业 玩具业 其他
饼图
包装业 建筑业 电机及电子工业 交通业 家具业 玩具业 其他
饼图
40%
30%
2. 当用聚乙烯制成的塑料袋提重物时，塑料袋会变 形，为什么？找一块塑料薄膜，从两个不同的方 向开始撕，所用的力相同吗？为什么？
作 业 P73
3. 现在许多汽车的保险杠是用塑料制造的，取代以
前的钢制保险杠。这种改变对下列人士来说，可
能有什么好处？
(1) 汽车制造商
(2)车主
(3) 意外被保险杠撞到的行人
20%
系列1
高三化学 合金
性能
含碳量高，硬度较大 含碳量低，韧性较强
生铁
含碳量 硅、锰含量 硫、磷含量 性质 加工
钢
2%~4.3%
较多 少量 硬而脆 可铸不可锻 炼钢生铁 铸造生铁 球墨生铁 制造机座、管道
0.03%~2% 较少 几乎不含 硬度大 ，有韧性，有弹性 可铸、可锻 碳素钢 合金钢 制造机械和交通工具等
分类
用途
碳素钢和合金钢是区别
相同点 成分 碳素钢 合金 铁的合金 合金钢（不锈钢） 合金 在铁的合金中 加入Cr和Ni
练习2、用于飞机制造业的重要材料（ A ） A.Mg-Al合金 B.Cu-Sn 合金 C.Al-Si合金 D. 不锈钢 练习3、金属门框架常用硬铝制造，硬铝的成分是（ D ） A.Al-Si合金 B. Al –Cu合金 C.表面有Al2O3 膜的纯铝 D. Al -Cu-Mg-Mn-Si合金
生铁和钢的比较
第三章 探索生活材料
：镁合金铸件
镁合金
铝制不粘锅
一．认识合金
１．定义 合金是由两种或两种以上的金属（或金属 和非金属）融合而成的具有金属特性的物质。 ２．性质：合金性质不是各成分金属性质 的总和，而在物理，化学，机械性能等方 面都优于成分金属 如：硬度 各成分金属 熔点
﹥ ﹤ 各成分金属
问题： 为什么在纯金属中加入其 他元素形成合金以后，他种合金 生铁 铁合金 钢 碳素钢 合金钢：如不锈钢
合
铝合金：如硬铝：密度小、强度高、具有较强的 抗腐蚀能力
铜合金：如：黄铜Cu-Zn 合金；青铜：Cu-Sn合金 金合金：如18K金 新型合金：储氢合金
金
练习1、下列有关合金的说法正确的是（BC） A.组成合金的元素必须是两种或两种以上金属 B.合金的熔点比它的各成分金属的熔点低 C.硬铝、黄铜、钢等均为合金 D.将镁粉和铝粉混合即得镁铝合金
高二化学试题选修1
高二化学试题第三章探索生活材料原子量：Na 23，O 16，Ca 40，Si 28一、选择题（每小题只有一项最佳答案，将答案填写在答题卡中，每小题2分，共30分）1. 下列对合金描述不正确的是（）A. 合金最多只能含有两种元素B. 多数合金的硬度较大C. 多数合金的熔点比成分金属低D. 合金的性能跟合金元素的种类有关2. 右图为纯金属和合金结构示意图，下列说法不正确是（）A. 成分金属原子用小球表示B. 纯金属原子呈规整的层状排列C. 原子间隙很小，排列致密D. 加入其他元素的原子让原子层滑动更容易3. 不锈钢是一种（）A. 生铁B. 碳素钢C. 合金钢D. 铝合金4. 下列物品中是由生铁铸造的是（）A. 5角硬币B. 现代家居金属窗框C. 炒菜锅D. 保温瓶内胆5. 硬铝是制造飞机和宇宙飞船的理想材料，下列哪一项不应该是硬铝的性能（）A. 密度小B. 强度高C. 抗腐蚀D. 加工性差6. 下列不属于铜合金的是（）A. 紫铜B. 青铜C. 黄铜D. 白铜7. 氢气可以作燃料，下列说法错误的是（）A. 氢气是一种理想的清洁能源B. 氢能利用存在两大难题：制取和存储C. 储氢合金吸放氢气速率慢D. 储氢合金吸收氢气量大8. 下列对金属生锈与除锈的说法不正确的是（）A. 铁锈呈红褐色B. 铜锈呈绿色C. 稀硫酸可以用于除铁锈D. 稀盐酸不能与铜锈反应9. 燃气灶中心的金属容易生锈，这说明化学腐蚀速率与（）有关A. 催化剂B. 温度C. 反应物本性D. 气体浓度10. 电化学腐蚀的本质是（）A. 氧化还原反应B. 酸碱中和反应C. 置换反应D. 分解反应11. 下列钢铁腐蚀的说法不正确的是（）A. 铁和碳构成微小原电池B. 铁作为电池正极C. 碳表面电子聚集D. 水膜作为电解液12. 下列不属于金属防护措施的是（）A. 在金属外涂一层油漆B. 在金属外镀一层铬C. 在金属外包一层塑料D. 将金属置于温度较高的地方保存13. 手工制陶工艺中，下列工序是在窑炉里完成的是（）A. 烧结B. 混合C. 成型D. 干燥14. 下列不属于三大合成材料的是（）A. 塑料B. 陶瓷C. 合成纤维D. 合成橡胶15. 下列关于塑料的叙述错误的是（）A. 塑料的主要成分是合成树脂。
人教版高中化学选修1第三章第一节课件
第三章 探索生活材料
解析: 选D. A中合金的性质并不是各成分金属 性质的总和, A错. B项中铝热剂是铝与某些金 属氧化物的混合物, 不是合金, B错; C项中镁 粉和铝粉简单的混合不是合金, C错.
等
栏目 导引
第三章 探索生活材料
(2)钢的分类 ①碳素钢
②合金钢: 在钢中加入 __一__定__量__的__一__种__或__几__种__其__他__元__素_____, 可得到 具有各种不同性能的合金钢, 如不锈钢. (3)不锈钢的性能和用途
栏目 导引
第三章 探索生活材料
①性能: 不锈钢是最常见的合金钢, 它的合金 元素主要是___C__r_、__N_i____. 不锈钢在大气中 比较稳定, 不容易生锈, 具有很强的 __抗__腐__蚀__能__力_______. ②用途: 不锈钢具有的优良性能, 使它在化工 生产、医疗器械制造、建筑装饰业及人类生 活中得到广泛的应用.
组成 元素
__铁__、__碳_____ ___铁__、__碳_____, 合金钢 中还有其他元素
栏目 导引
第三章 探索生活材料
生铁
钢
__硬__度__大____, 抗压、 有良好的__延__展__性___,
性能
性脆
机械性能好
加工 可_铸___不可__锻___ 可铸、可锻
制造机械和交通工具 用途 制造机座、管道等
栏目 导引
第三章 探索生活材料
A.它们的组成元素是相同的 B.耐腐蚀的性能不同 C.它们都属于钢, 因此物理性质相同 D.构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁, 因 此它们的化学性质相同 解析: 选B. 不锈钢是在普通钢的基础上加入 Cr、Ni等多种元素炼成的钢材, 它具有在常温 下、空气中不易生锈的特点, B项正确.
人教版高中化学选修一第三章知识点汇总
人教版高中化学选修一第三章知识点汇总第三章探索生活材料3.1 合金一、认识合金1、合金：是由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有具有金属特性的物质。
2、合金的物理性质：（1）一般情况下，与各成分的金属相比，合金比纯金属硬度更大、更坚固。
（2）多数合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点都低。
（合金是混合物，但与其它的混合物不同，合金有固定的熔、沸点），因为，原子之间吸引力减弱。
（3）一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金比它的成分金属具有许多良好的物理的、化学的和机械的性能。
（4）合金的性能可以通过所填加的合金元素的种类、合金和生成合金的条件来加以调节。
（如生铁的熔点比纯铁的低）二、使用合金●常使用的合金有铁合金、铝合金、铜合金和新型合金。
生铁和钢是含碳量不同的的两种铁碳合金。
1、铁合金：根据含碳量的不同，铁的合金分为生铁和钢。
●生铁含碳量在2％～4％，还含有硅、锰及少量硫、磷等杂质，机械性能硬而脆，易断裂，可铸不可锻；●钢中含碳量一般在0.03％～2％之间，其它杂质含量也比生铁少，基本上不含硫和磷。
机械性能比生铁优良，硬而韧，有弹性，延展性好，可铸可锻，易加工。
2、钢：一般分为碳素钢和合金钢两大类。
根据含碳量不同，前者可以分为高碳钢、中碳钢和低碳钢。
●含碳量高，硬度大，韧性差、延展性差，含碳量低，硬度小，韧性好、延展性好。
后者最常见的一种是不锈钢，其合金元素主要是Cr和Ni，它在大气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力；但不锈钢的不锈是相对的，在海水中会被腐蚀。
3、铝合金●Al是地壳中含量最多的金属元素，纯铝硬度和强度较小，不适于制造机器零件，制成铝合金可改善性能。
常见的铝合金有，硬铝4、常见的铜合金：●有黄铜(Cu-Zn合金，含Zn20%~36%)和青铜(Cu-Sn合金，含Sn10%~30%)5、新型合金：钛合金：被誉为“21世纪金属”的钛所形成的合金，具有质量轻、硬度大、耐腐蚀、良好的抗氧化性，可作为人造骨的材料，又被称为“亲生物金属”。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
莫干山剑池
第二次世界大战后，对材料提出一系列新 要求，具有优异性能的工程塑料部分地代替了金 属材料，合成纤维、合成橡胶、涂料和胶黏剂等 都得到了相应的发展和应用。合成高分子材料的 问世是材料发展中的重大突破，从此，以金属材 料、陶瓷材料和合成高分子材料为主体，建立了 完整的材料体系，形成了材料科学。金属材料的 资源比较丰富，生产技术成熟，有大规模生产的 经验，质量稳定、价格低廉、性能优异。这节课 我们就来学习合金材料。
第三章 探索生活材料
第一节：合金
第二节：金属的腐蚀与防护
第一节：合金
•思考与讨论
•认识合金
•合金的使用 •课堂练习
浙江武康县一带有一座山叫莫 干山，传说是当年铸剑能手干将和 莫邪炼铁铸剑的地方。这虽说是传 说，但它说明我国在春秋时期已掌 握了冶炼技术，并且工艺达到了相 当高的水平。今天的各种金属材料 及其合金广泛应用于生产、生活和 科学研究中。 猜想：传说中的干将、莫邪两把 宝剑是由合金钢铸造的。 探讨：人类使用铜合金的年代比 使用铁合金的年代 早 （填“早” 或“迟” ），原因 铁比铜活泼 是 。
用途举例 机座、管道 医疗器材、厨具、餐具
硬铝
Al.Cu.Mg.Mn.Si
飞机和宇宙飞船的外壳
黄铜
青铜
Cu.Zn
Cu.Sn
机器零件、仪表和日用品
机器零件如轴承、齿轮等
课堂练习 1．下列物质，不属于合金的是（ D ） A．硬铝 B．黄铜 C．钢铁 D．水银 2．我国使用最早的合金是是（ A ） A．青铜 B．白铜 C．生铁 D．石块
纯金属和合金的结构不同
二、使用合金
１、铁合金：根据含碳量的高低 生铁 铁 合 金
2%~4.3% 0.03%~2%
（硬度大、抗压性 强、性脆，于用制 造机座、管道）
钢
碳 素 钢
低碳钢 ＜0.3% 中碳钢 0.3~0.6% 高碳钢 ＞0.6%
在碳素钢中加入 合金钢 铬 锰 钨 镍 钼 钴 硅 等合金元素
合料
陶瓷材料
合成橡胶(塑胶跑道)
1、什么是合金？你日常生活中见到的 金属制品中哪些属于合金，试举三 个例子。
合金是由两种或两种以上金属 或非金属熔合而成的具有金属特性 的物质。
日常生活中常用的金属制品
不 锈 钢 制 成 的 餐 具
人造卫星
用锰钢制成的钢轨
•为什么我们使用的金属材料主要 是合金，而不是纯金属？
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动顺序Cu靠后，性质不活泼容易冶炼，使用 最早；像Au更不活泼，自然界中就有游离态的金，不需 化学方法冶炼，水洗即可。 铜合金 青铜 黄铜 白铜
主要成 分
铜和 锡
铜和 锌
铜和 镍
4.新型合金
●储氢合金 ●钛合金 ●耐热合金 ●记忆合金
合金与各成分纯金属相比， 具有许多优良的物理、化学或机 械性能。
认识合金
合金与纯金属的比较
熔点 纯金属 合 金 硬度 延展性、韧性
相对高 相对低
较软 相对硬
良好 一般相对差
合金的性能： 合金的性能可以通过所添加的元素的种类、 含量和生成合金的条件等来加以控制。
思考：为什么在纯金属加入其他元素形成合金 以后，它的性能与纯金属有很大的差异呢？
广泛用于卫星、航空航天、生物工程和 电子工业领域。
考虑物质的用途时， 需要考虑那些因素？
讨论：用来铸造硬币的合金需要具有什么性质？
资源丰富 无毒轻便 耐磨耐腐蚀 美观、易加工
铸币合金成分
• 一元：钢芯镀镍 • 五角：钢芯镀铜 • 一角：铝合金
• 三种金属价值：镍>铜>铝
合金 生铁 不锈钢
主要成分 Fe.C Fe.Cr.Ni.C
3．下列几种合金硬度最大的是（ A ） A．生铁 B．低碳钢 C．中碳钢 D．高碳钢
4．合金有许多特点，如：Na－K合金为液体，而单质的 Na、K均为固态。据此推测生铁、铁、碳三种物质中， 熔点最低的是。 （ A ） A．生铁 B．纯铁 C．碳 D．无法确定
课堂练习
5．古代的药金与金相似，常被误认为金子，冶炼的方法如下：将 碳酸锌、赤铜（Cu2O）、木炭混合加热到800℃，得到金光闪闪的 “药金”。
2、铝合金： 密度小、强度大、抗腐蚀力强。 铝是地壳中含量最多的金属元素。纯 铝的硬度较小，不适于制造机器零件等。 向铝中加入少量的合金元素如Cu Mg Si Mn Zn及稀土元素等可制成铝合金。 如硬铝：含Cu4% Mg0.5% Mn0.5%Si0.7%
3.铜合金
从金属的活泼性思考，为什么青铜是我国使用最早的合金？
C+ZnCO3+Cu2O = 2Cu+Zn+2CO （1）冶炼的化学方程式____________________________ 2↑ Cu和Zn （2）药金的主要成分______________
800℃
第二节：金属的腐蚀与防护