高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护公开课课件ppt

高中化学新教材特点分析及教学策略

（一）化学基本概念和化学基本理论：全套教材的知识安排，注意各年级内及各年级间的联系，在保证知识结构的系统性和完整性的同时，对内容的安排采用了将各部分知识分散处理，相对集中的方法。

（二）元素化合物知识：关于元素化合物知识，高一教材首先介绍了碱金属和卤素两个最典型的金属族和非金属族。

（三）化工基础知识：高一介绍了硅酸盐工业和环境保护知识。高二主要介绍合成氨工业，删掉了硝酸工业、钢铁工业和铝的冶炼。重点突出了合成氨工业中合成氨条件的选择。

一、金属的腐蚀

1．概念：金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。

2．实质：金属失电子变成阳离子，被氧化，其反应为：M - ne- === Mn+（M为金属元素）。杨sir化学，侵权必究

3．分类：

二、钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀

实验探究——铁钉的吸氧腐蚀杨sir化学，侵权必究

实验探究——牺牲阳极法实验

三、金属的防护

1．电化学防护法杨sir化学，侵权必究

2．其他保护方法

（1）改变金属组成和结构

把金属制成防腐的合金，如含铬、镍、硅等合金元素的不锈钢具有很好的抗腐蚀性能。

（2）金属表面覆盖保护层

在金属表面覆盖致密的保护层，如喷油漆、涂油脂、镀抗腐蚀金属等。杨sir化学，侵权必究

四、金属腐蚀快慢规律

同一金属在相同电解质溶液中，腐蚀快慢如下：

题型一：金属的化学腐蚀与电化学腐蚀杨sir化学，侵权必究

【变1】以下现象与电化学腐蚀无关的是

A．生铁比纯铁容易生锈

B．银质物品久置表面变暗

C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈

D．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿

题型二：析氢腐蚀与吸氧腐蚀杨sir化学，侵权必究

【变2-1】利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间，下列说法不正确的是

A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀 B．一段时间后，a管液面高于b管液面

C．a、b处溶液的pH增大 D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe-3e-=Fe3+

【变2-3】如图，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。实验观察到：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负极，发生还原反应

B．雨水酸性较强，生铁片始终发生析氢腐蚀

C．墨水回升时，碳电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-

D．具支试管中溶液酸性增强

【变2-4】将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。回答下列问题：

（1）液滴边缘是_______（填“正”或“负”）极区，发生的电极反应为____________________________ 。

（2）液滴中的Cl-由_______区向_______区迁移（填“b”或“a”）。

（3）在b区出现铁锈环的原因是液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀，生成的Fe2+ _____________________进一步氧化、脱水形成铁锈。杨sir化学，侵权必究

（4）若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为 ___________________________。

题型三：金属的防护杨sir化学，侵权必究

【变3-1】电化学保护法是常用的金属防腐的手段，在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是

A．图1正极的电极反应式为

B．图1中钢铁的活动性比金属M的活动性强

C．图2高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流

D．图2防止金属腐蚀的方法叫做阴极电保护法杨sir化学，侵权必究

题型四：金属的腐蚀与防护综合杨sir化学，侵权必究

【例4】铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：

（1）上述实验中发生了吸氧腐蚀的是___________(根据实验现象填序号，下同)，正极反应式是___________；

（2）发生的腐蚀是析氢腐蚀的是___________(填序号)负极反应式是___________。

（3）由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素有_____(填两项)；

（4）为防止铁的锈蚀，地下埋的水管可采用外加电流的阴极保护法，请列举工业上普遍采用的其它方法是___________(答两种方法)。

【例5】如图所示，甲、乙两装置电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：

（1）若两装置中均为溶液，反应一段时间后：

①有红色物质析出的是甲装置中的___________棒，乙装置中的___________棒；

②乙装置的电化学防护法称为___________，其中碳极的电极反应式是：___________。

③取少量甲装置中负极附近溶液加入2滴溶液，现象为___________，生成沉淀的化学式为___________。

（2）若两装置中均为饱和溶液：

①写出乙装置中总反应的离子方程式：___________。

②将湿润的淀粉试纸放在乙装置碳极附近，发现试纸变蓝，解释其原因___________

（3）用铂作电极电解饱和的下列物质的水溶液，一会儿后，向剩余电解液中加适量水，能使溶液和电解前相同的是___________。

A． B． C． D．杨sir化学，侵权必究

【例7】研究金属腐蚀和防护的原理很有现实意义。

（1）图甲为探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置进行实验，发现导管中水柱上升缓慢，下列措施可以更快、更清晰地观察到水柱上升现象的有_______(填序号)。

A．用纯氧气代替具支试管内空气

B．用酒精灯加热具支试管提高温度

C．将铁钉换成铁粉和碳粉混合粉末并加入少许食盐水杨sir化学，侵权必究

D．将玻璃导管换成更细的导管，水中滴加红墨水

（2）该小组将图甲装置改进成图乙装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如表所示，根据数据可判断腐蚀的速率随时间变化逐渐_______(填“加快”“减慢”或“不变”)，你认为影响钢铁腐蚀的因素为_______。

（3）为探究图乙中a、b两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表中空白：

（4）设计图丙装置研究弱酸性环境中腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化如图丁所示，从图丁中可分析，t1~t2s之间主要发生_______(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，原因是_______。

（5）金属阳极钝化是一种电化学防护方法。将Fe作阳极置于H2SO4溶液中，一定条件下，Fe钝化形成致密Fe3O4氧化膜，试写出该阳极的电极反应_______。

【题1】某地下了一场酸雨，在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对该条件下铁制品发生电化学腐蚀的叙述正确的是

A．该电化学腐蚀是析氢腐蚀 B．正极反应式：

C．原电池反应减缓了铁制品的腐蚀 D．负极反应式：

【题2】研究小组将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入醋酸溶液，容器中的压强随时间的变化曲线如图2。下列说法不正确的是

A．0-t1时压强增大的原因不一定是铁发生了析氢腐蚀

B．铁粉发生反应：Fe-3e-=Fe3+

C．碳粉上发生了还原反应

D．t2时，容器中压强明显小于起始压强，原因是铁发生了吸氧腐蚀

【题3】下列事实不能用原电池原理解释的是

A．白铁(镀锌)制品比一般铁器耐腐蚀

B．铁片、铝片在冷的浓硫酸中钝化

C．工程施工队在铁制水管外刷一层“银粉”杨sir化学，侵权必究

D．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量溶液后反应速率加快

【题5】深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌(一种厌氧微生物，适宜pH为7~8)的作用下，能被硫酸根离子腐蚀，原理如图。下列有关说法正确的是

A．腐蚀过程中，土壤酸性逐渐增强

B．输送暖气铁管道温度越高，越易发生此类腐蚀

C．正极反应为杨sir化学，侵权必究

D．管道壁镶嵌锌块或锡块都可保护管道不易被腐蚀

【题7】2018年7月至9月，国家文物局在辽宁开展水下考古，搜寻、发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰——经远舰。已知：正常海水呈弱碱性。

(1)经远舰在海底“沉睡”124年后，钢铁制成的舰体腐蚀严重。舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为_______。

(2)为了保护文物，考古队员采用“牺牲阳极的阴极保护法”对舰船进行了处理。

①下列说法不正确的是________。

A．锌块发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+

B．舰体有电子流入，可以有效减缓腐蚀杨sir化学，侵权必究

C．若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源正极相连

D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同

②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，舰体上正极的电极反应式为_________。

(3)船上有些器皿是铜制品，表面有铜锈。

①据了解铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈(形成了保护层)和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)，结构如图所示。

下列说法正确的是________

A．疏松的Cu2(OH)3Cl属于有害锈

B．Cu2(OH)2CO3既能溶于盐酸也能溶于氢氧化钠溶液

C．青铜器表面涂一层食盐水可以做保护层

D．用HNO3溶液除锈可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”

②文献显示Cu2(OH)3Cl的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式为______。

(4)考古队员将舰船上的部分文物打捞出水后，采取脱盐、干燥等措施保护文物。从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理：________。

【练1】下列关于金属腐蚀的说法错误的是

A．河水中的钢闸门连接电源的负极，使用的是外加电流的阴极保护法

B．金属腐蚀的实质就是金属原子失去电子被氧化的过程

C．镀锌铁皮(白铁皮)的镀层破损后铁皮仍耐腐蚀

D．钢铁在潮湿的空气中生锈，主要发生了析氢腐蚀

【练2】锥形瓶内壁用某溶液润洗后，放入混合均匀的新制铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同时测量锥形瓶内压强的变化，如图所示。下列说法错误的是

A．0~t1时，铁可能发生了析氢腐蚀

B．t1~t2时，铁一定发生了吸氧腐蚀

C．负极反应为：Fe-3e-=Fe3+

D．用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性

【练3】一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：

下列说法不正确的是

A．在pH<4的溶液中，碳钢腐蚀的负极反应式为Fe-2e-=Fe2+

B．在pH>6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀

C．在pH>14的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应式为O2+4OH-+4e-=2H2O

D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢杨sir化学，侵权必究

【练4】如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和稀醋酸溶液，各加入生铁块，放置一段时间，下列有关描述错误的是

A．生铁块中的碳是原电池的正极

B．红墨水柱两边的液面为左低右高

C．两试管中相同的电极反应式是： Fe- 2e-=Fe2+

D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀

【练5】下列不能有效防止钢铁锈蚀的措施是

A．将钢铁与锌板相连 B．将钢铁置于潮湿的空气中

C．在钢铁表面喷油漆 D．将钢铁与直流电源负极相连

【练6】下列关于电化学腐蚀及防护的说法不正确的是

A．“牺牲阳极的阴极保护法”就是将被保护的钢铁设备连接到外接直流电源的负极杨sir化学，侵权必究

B．白铁皮是在薄钢板表面镀锌，即便镀层破损，仍然可以保护钢板不被腐蚀

C．在钢铁制品表面喷漆、涂油、镀铬或覆盖搪瓷、塑料都可以避免钢铁腐蚀

D．钢铁表面吸附的溶有氧气的水膜酸性很弱时，仍然以吸氧腐蚀为主

【练7】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：__________________。

【练8】金属腐蚀的电化学原理可用下图模拟。

请写出有关电极反应式：

①铁棒上的电极反应式：_______________________

碳棒上的电极反应式：_________________________

(2)该图所表示的是_________________________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。

(3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀H2SO4溶液，则此图可表示__________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极法来保护铁棒不被腐蚀溶解，即可将碳棒改为_________棒。杨sir化学，侵权必究

【练9】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年产量的四分之一。

I．如图装置中，U 形管内为红墨水，a、b 试管内分别盛有氯化铵（显酸性）溶液和食盐水，各加入生铁块，放置一段时间均被腐蚀，这两种腐蚀都属于____腐蚀。

（1）红墨水柱两边的液面变为左低右高，则_____（填“a”或“b”）边盛有食盐水。

（2）b 试管中铁发生的是_____腐蚀。

II．下面两个图都是金属防护的例子。

（3）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_______（从下面选项中选择），此方法叫做_____保护法。 A．铜    B．钠        C．锌    D．石墨

（4）图乙方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的______极。

（5）采取以上两种方法，_________（填“甲”或“乙”）种能使铁闸门保护得更好。杨sir化学，侵权必究