当前位置:首页 >> 理化生 >>

高中化学 第四章 第四节 金属的腐蚀与防护 学案 新人教版选修4


第四章 电化学基础 第四节 金属的电化学腐蚀与防护 课前预习学案
一、预习目标 预习“金属的电化学腐蚀与防护” 的基础知识。 二、预习内容 (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。 化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点: 电化腐蚀 条件 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)2 Fe(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) 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) (二)金属的防护 1、覆盖保护膜(涂 , , 等)
-1-

化学腐蚀 接触 与 直接接触

不纯金属或合金与

2、改变金属的内部结构(钢→ ,在钢中加入镍和铬) 3、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? 课内探究学案 一、学习目标 1、解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害,知道防护金属腐蚀的方法,并能 从实验探究中获得体会。 2、通过学习增强保护环境的意识,节约意识。 学习重难点:吸氧腐蚀、析氢腐蚀的原理 二、学习过程 阅读下列资料,体会金属的腐蚀的危害 【资料】金属腐蚀 我国作为世界上钢铁产量最多的国家(2005 年全国生产钢材 37117.02 万吨) ,每年被腐蚀的 铁占到我国钢铁年产量的十分之一, 因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的 2%~4%; 约合人民币:3000 亿元( 2005 年我国国内生产总值将达 15 万亿元) 。 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。 另据国外统计,金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震(平均值)损失的总和, 在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。 金属腐蚀的主要害处,不仅在于金属本身的损失,更严重的是金属制品结构损坏所造成的损 失比金属本身要大到无法估量。 腐蚀不仅造成经济损失,也经常对安全构成威胁。 国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故,如飞机因某一零部件破裂而坠毁;桥梁因钢梁产生 裂缝而塌陷;油管因穿孔或裂缝而漏油,引起着火爆炸;化工厂中储酸槽穿孔泄漏,造成重 大环境污染;管道和设备跑、冒、滴、漏,破坏生产环境,有毒气体如 Cl2、H2S、HCN 等的 泄漏,更会危及工作人员和附近居民的生命安全。 面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实,大家有没有想过,铁怎么会被腐蚀?怎样防腐? 【问题讨论】 1、钢铁及其制品通常为含碳的铁合金,它们在什么条件下易生锈? 试设计实验来证明你的 结论。 2、钢铁及其制品通常为含碳的铁合金,若在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置,常 易生锈变红,原因是什么? 【实验探究】 实验操作:向铁粉中加入少量的炭粉,混合均匀后, 撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两支试管 分别标记为 a、b 中,按右图 1-28 装置好仪器。几分 钟后,打开止水夹,观察、比较导管中水柱(在水中 滴加几滴红墨水)的变化和试管中的现象。 实验现象: 思考:导管中的水柱变化说明什么问题? 思考:向铁粉中加入炭粉的作用是什么?

-2-

请大家根据原电池原理,写出电极反应式及电池反应方程式。 a 装置中: 负极: 正极: 电池反应: 结论:中性或酸性很弱或碱性条件下,易发生 腐蚀。 a 装置中进一步反应: b 装置中: 负极: 正极: 电池反应: 结论:当钢铁处于酸性气氛中时,易发生 腐蚀; 析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于 腐蚀。 【自学指导一】 结合课本 P90-P91 相关内容,回答下列问题,把答案写在下面的知识总结中。 1、什么是金属腐蚀?有哪些类别? 2、化学腐蚀和哪些因素有关? 3、什么是电化学腐蚀?有哪些类别?分别发生哪些电极反应? 【知识总结】 一、金属腐蚀 1、金属腐蚀: 2、金属腐蚀的本质: 3、金属腐蚀的类型 4、化学腐蚀与电化腐蚀的比较: 化学腐蚀 条件 电化腐蚀

现象 本质 联系 5、钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 析氢腐蚀 条件 电极反应 负极(Fe 极) 正极(C 极) 总反应 水膜呈 吸氧腐蚀 水膜呈

联系 【交流与讨论】 铁生锈除了必须有空气及水的参与外,还受其他一些因素的影响。请解释下列有关铁生锈现 象的原因。 1.相对于在内河行驶的轮船来说,海轮更容易被腐蚀。 2. 1910 年遗留在南极的食品罐头盒,其表面至今很少有铁锈出现。
-3-

3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。 4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。 【课堂练习 1】 1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天观察: (1)若液面上升,则溶液呈 性,发生 腐蚀,电极反 应式为:负极: ,正极: (2) 若液面下降, 则溶液呈 性, 发生 腐 蚀,电极反应式为:负极: ,正 极: 。 【交流与讨论】 请大家根据铁生锈的原理,思考应采取什么措施防止铁生锈? 二、金属的电化学保护 1、牺牲阳极的阴极保护法 原理:形成原电池反应时,让被保护金属做 极,不反应,起到保护作用;而活泼金属反 应受到腐蚀。 2.外加电流法 原理:将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极,使被保护的金属作为 极, 在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐 蚀。 【小结】 金属防护的几种重要方法 ①在金属表面覆盖保护层。 ②改变金属内部的组织结构,制成 。 ③电化学保护法,即将金属作为原电池的 极或电解池的 极而受到保护。 【课堂练习 2】 2、2000 年 5 月,保利集团在香港拍卖会上花费 3000 多万港币购回在火烧圆明园时流失的国 宝: 铜铸的牛首、 猴首和虎首, 普通铜器时间稍久容易出现铜绿, 其主要成分是[Cu2(OH)2CO3] 这三件 1760 年铜铸的国宝在 240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈,下列对起原因的分析,最 可能的是( ) A、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金; B、环境污染日趋严重,它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去; C、铜的金属活动性比氢小,因此不宜被氧化; D、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金; 【自学指导二】 探究一:镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀?为什么? 探究二、纯锌和粗锌哪个更易和酸反应?如果向酸中再加入硫酸铜又会什么现象? 【课堂练习 3】 3.下列各情况,在其中 Fe 片腐蚀由快到慢的顺序是

-4-

课后练习与提高 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 · H2O A. 都正确 B. ①③ C. ① D. ②③ 3、下列事实不能用电化学原理解释的是( ) A.常温条件下,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、M 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 M2+离子的氧化性强 于 Y2+离子。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为( ) A.X>Z>Y>M B.X>Y>Z>M C.M>Z>X>Y D.X>Z>M>Y 5、钢铁在锈蚀过程中,下列 5 种变化可能发生的是( ) ①Fe 由+2 价转化为+3 价 ②O2 被还原 ③产生 H2 ④Fe(OH)3 失水形成 Fe2O3· H2O ⑤杂质碳被氧化除去 A. ①② B. ③④ C. ①②③④ D. ①②③④⑤ 6、如图所示的装置,在盛水的烧杯中,铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝,使之平衡。 小心的向烧杯中央滴入 CuSO4 溶液。 (1)片刻后可看到悬吊的金属圈 (填序号) A.铁圈和银圈左右摇摆不定 铁圈 银圈 B.保持平衡状态不变 C.铁圈向下倾斜 D.银圈向下倾斜 (2)产生上述现象的原因是 。 参考答案:1、D2、B3、A4、A5、C 6、 (1)D (2)铁圈、银圈和硫酸铜溶液形成原电池,在正极银圈上有铜生成,质量增大, 负极铁圈有损耗,质量减少。

-5-


相关文章:
第四节 金属的化学腐蚀与防护学案
第四节 金属的化学腐蚀与防护学案 - 嵩县实验中学 选修第四章学案 第四节金属的化学腐蚀与防护(导学案) 主备人:白雪艳 参备人:范玲 张会朋 【三维目标...
...复习化学选修4电解池金属的电化学腐蚀与防护学案及...
高三一轮复习化学选修4电解池金属的化学腐蚀与防护学案及习题练习_理化生_高中教育_教育专区。高三一轮复习化学选修4电解池金属的化学腐蚀与防护学案及习题练习第...
第四章第四节金属的腐蚀与防护_学案
第四章第四节金属的腐蚀与防护_学案_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。专题一第三单元金属的腐蚀与防护一、学习目标 1、解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识...
2014年高中化学选修四教学案4-4 金属的电化学腐蚀与防护
2014年高中化学选修四教学案4-4 金属的电化学腐蚀与防护_理化生_高中教育_教育专区。第四节 金属的电化学腐蚀与防护 ●课标要求 1.能解释金属发生电化学腐蚀的...
第四章第四节金属的腐蚀与防护 学案
第四章化学基础 第四节 金属的化学腐蚀与防护 课前预习学案一、预习目标 预习“金属的化学腐蚀与防护” 的基础知识。 二、预习内容 (一)金属的化学腐...
...第三单元 金属的腐蚀与防护学案 苏教版选修4
【步步高】2014-2015学年高中化学 专题1 第三单元 金属的腐蚀与防护学案 苏教版选修4_政史地_高中教育_教育专区。第三单元 金属的腐蚀与防护 [学习目标定位] ...
...年高二化学同步学案4.4《金属的电化学腐蚀与防护》....
2016学年高二化学同步学案4.4《金属的电化学腐蚀与防护》.doc_理化生_高中教育_教育专区。第四节金属的电化学腐蚀与防护 [学习目标] 1.了解金属腐蚀及其危害。 2...
[新版]人教课标版高中化学选修一《金属的腐蚀与防护》...
[新版]人教课标版高中化学选修一《金属的腐蚀与防护学案3[精品]_理化生_高中...高中化学 第四章 第四节... 11人阅读 5页 ¥10.00 高中化学《金属的...
[新版]人教课标版高中化学选修一《金属的腐蚀与防护》...
[新版]人教课标版高中化学选修一《金属的腐蚀与防护学案2[精品] - (此文档为 word 格式,下载后可以任意修改,直接打印使用!) 第三章 第二节 知识要点: 1、...
《金属的电化学腐蚀与防护》 导学案
金属的化学腐蚀与防护》 导学案_理化生_高中教育_教育专区。第4节 金属的化学腐蚀与防护 1.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...
更多相关标签: