人教版 (2019)选择性必修1第四章 化学反应与电能第三节 金属的腐蚀与防护课文配套ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第四章 化学反应与电能第三节 金属的腐蚀与防护课文配套ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了OH-，+H2↑，FeOH2，金属的电化学防护，不锈钢，化学腐蚀，电化学腐蚀，课堂回眸等内容，欢迎下载使用。
一、金属的电化学腐蚀1.金属腐蚀
【巧判断】(1)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样(　　)提示:×。纯银器表面变黑发生化学腐蚀,钢铁表面生锈发生电化学腐蚀
(2)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(　　)提示:×。Al在潮湿空气中不锈蚀,Cu在潮湿空气中锈蚀生成Cu2(OH)2CO3
2.化学腐蚀和电化学腐蚀
3.钢铁的电化学腐蚀(1)实质。
(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
Fe-2e-====Fe2+
2H++2e-====H2↑
2H2O+O2+4e-====
Fe+2H+====Fe2+
2Fe+2H2O+O2====
【巧判断】(1)钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电子生成Fe3+(　　)提示:×。钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电子生成Fe2+
(2)钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀(　　)提示:×。金属在空气与水交界处更容易发生电化学腐蚀的吸氧腐蚀,钢柱在水下部分不如在空气与水交界处更容易腐蚀
【巧判断】(1)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(　　)提示:×。镀锌铁的镀层破损后,还能对金属起到保护作用
(2)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(　　)提示:×。海轮外壳上附着铜块,发生电化学腐蚀时Fe作负极被腐蚀
(3)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性(　　)提示:√。锌比铁活泼,发生原电池原理时,锌作负极,这叫做牺牲阳极的阴极保护法,可以增强抗腐蚀性
三、金属的其他防护方法1.加涂保护层:如采用喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法,使金属与_________等物质隔离,防止金属被氧化腐蚀。2.改变金属的内部结构:如把铬、镍等金属加入普通钢中制成耐腐蚀的_______。
【做一做】 (1)用铝制饭盒盛放醋酸,一段时间后,饭盒被腐蚀,这种腐蚀属于_________,反应的化学方程式为__________________________________。
2Al+6CH3COOH====2(CH3COO)3Al+3H2↑
(2)若用铝制饭盒盛放食盐(含水时),一段时间后,饭盒被腐蚀,这种腐蚀属于___________,反应原理是(写电极反应式和总反应式):__________________________________________________________________________。
负极:Al-3e-====Al3+,正极:O2+
2H2O+4e-====4OH-,总反应:4Al+3O2+6H2O====4Al(OH)3
【微思考】 金属Al在空气中放置为什么不会锈蚀?金属Cu在潮湿空气中锈蚀生成铜绿[Cu2(OH)2CO3],其反应原理是什么?提示:金属铝在空气中放置,与空气中氧气反应,在表面形成一层致密的氧化膜;2Cu+H2O+O2+CO2====Cu2(OH)2CO3。
知识点一　金属的腐蚀【重点释疑】1.金属的化学腐蚀和电化学腐蚀的联系和区别
2.金属的腐蚀类题目的解题思路(1)正确判断金属的腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀。发生原电池反应引起的腐蚀为电化学腐蚀,无原电池反应发生的腐蚀为化学腐蚀。
(2)如果是电化学腐蚀,判断出正、负极,较活泼的金属为负极被腐蚀,较不活泼的金属为正极被保护。(3)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、中性溶液中发生吸氧腐蚀;NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液中发生析氢腐蚀。
(4)根据金属活动性顺序表分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀。金属活动性顺序表中氢前面的金属,在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀,在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀;金属活动性顺序在氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。
　【规律方法】金属腐蚀受多种因素影响(1)就金属本性来说,金属越活泼,越易失电子被腐蚀。(2)金属越纯越难腐蚀,如纯铁即使在酸性溶液中反应也很慢,但生铁在潮湿空气中就会发生腐蚀而生锈。(3)介质对金属腐蚀的影响也很大,如金属在潮湿的空气中,接触腐蚀性气体或电解质溶液,都易被腐蚀。
　【思考·讨论】　(1)纯铁片放入稀硫酸中发生的是什么腐蚀?提示:纯铁片放入稀硫酸中发生反应:Fe+H2SO4(稀)====FeSO4+H2↑,发生的是化学腐蚀。
(2)在铁的表面镀上一层其他金属是常见的防止铁生锈的方法,常见的有镀锡(马口铁)和镀锌(白铁皮),为什么镀层破损后,镀锌钢板(白铁皮)比镀锡钢板(马口铁)耐腐蚀?
提示:镀层破损后,白铁皮形成原电池,因锌比铁活泼,易失去电子,从而保护了铁;而马口铁破损后,因为形成原电池时,铁比锡活泼,铁被腐蚀。所以在镀层破损后,马口铁比白铁皮更易被腐蚀。
【案例示范】【典例】(2020·成都高二检测)如图所示是探究铁发生腐蚀的装置图。发现开始时U形管左端红墨水水柱下降,一段时间后U形管左端红墨水水柱又上升。下列说法中不正确的是(　　)
A.开始时发生的是析氢腐蚀B.一段时间后发生的是吸氧腐蚀C.两种腐蚀负极的电极反应式均为Fe-2e-====Fe2+D.析氢腐蚀的总反应式为2Fe+O2+2H2O====2Fe(OH)2
【思维建模】解答有关金属腐蚀原理问题的思维流程如下:
【解析】选D。在酸性条件下发生析氢腐蚀:2H++2e-====H2↑,产生的氢气使试管内压强增大,造成U形管左端红墨水水柱下降,A项正确;发生析氢腐蚀一段时间后,溶液中的c(H+)逐渐减小,在酸性很弱或中性条件下则发生吸氧腐蚀:2H2O+O2+4e-====4OH-,反应中消耗氧气使试管内压强减小,造成U形管左端红墨水水柱上升,B项
正确;无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,负极都是铁失去电子,即Fe-2e-====Fe2+,C项正确;析氢腐蚀,负极:Fe-2e-====Fe2+,正极:2H++2e-====H2↑,总反应式为Fe+2H+ ====Fe2++H2↑,D项错误。
　【迁移·应用】1.(2020·济宁高二检测)下列说法不正确的是(　　)A.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀,所以合金都不耐腐蚀B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,但人们可以利用原电池原理来减缓金属的腐蚀
C.钢铁电化学腐蚀两种类型主要区别在于水膜的酸性不同,正极反应不同D.无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属被氧化
【解析】选A。A项,不锈钢和铝合金等耐腐蚀,所以合金也可能耐腐蚀,错误;B项,生活中金属腐蚀的主要原因是电化学腐蚀,金属作原电池的正极被保护,所以可以用原电池原理来减缓金属的腐蚀,正确;C项,酸性较强时Fe主要发生析氢腐蚀,中性或弱酸性发生吸氧腐蚀,所以钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的
酸性不同,引起的正极反应不同,正确;D项,金属被腐蚀实质是金属失电子,所以无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属失去电子被氧化,正确。
2.(2020·泉州高二检测)如图所示装置,若开始时a、b两端液面相平,放置一段时间后,下列有关叙述中正确的是(　　)
A.铁丝在两处的腐蚀速率:a>bB.a、b两端相同的电极反应式为Fe-3e-====Fe3+C.一段时间后,a端液面高于b端液面D.a处总反应为Fe+2H2O====Fe(OH)2+H2↑
【解析】选C。左边试管中,生铁发生吸氧腐蚀,右边试管中,生铁发生析氢腐蚀。A项,生铁发生析氢腐蚀的速率比吸氧腐蚀的速率大,错误;B项,a处负极上铁失电子,正极上氧气得电子,b处负极上铁失电子,正极上氢离子得电子,所以a、b两处相同的电极反应式为Fe-2e-====Fe2+,错误;C项,a处发生吸氧腐蚀,b处发生析氢腐蚀,一段时间后,a处气体压强减小,b处气体压强增大,导致
溶液从b处向a处移动,所以a处液面高于b处液面,正确;D项,a处发生吸氧腐蚀,其总反应为2Fe+O2+2H2O ====2Fe(OH)2,错误。
【补偿训练】　　1.(2020·广州高二检测)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液润湿后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是(　　)
A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-====Fe3+B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀
【解析】选C。A.在铁的电化学腐蚀中,铁失去电子转化为Fe2+,负极反应为Fe-2e-====Fe2+,故A错误;B.铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能,还有一部分转化为热能,故B错误;C.活性炭与铁混合,在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池,加速了铁的腐蚀,故C正确;D.以水代替氯化钠溶液,水也呈中性,铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀,故D错误。
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,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↑
【解析】选D。A项,由于活动性:Fe>石墨,所以铁、石墨及海水构成原电池,Fe为负极,失去电子被氧化变为Fe2+进入溶液,溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原,比没有形成原电池时的速率快,正确;B项,d为石墨,由于是中性电解质,所以发生的是吸氧腐蚀,石墨上氧气得到电子,发生还原反应,电极反应为
O2+2H2O+4e-====4OH-,正确;C项,若d为锌块,则由于金属活动性:Zn>Fe,Zn为原电池的负极,Fe为正极,首先被腐蚀的是Zn,铁得到保护,铁片不易被腐蚀,正确;D项,d为锌块,由于电解质为中性环境,发生的是吸氧腐蚀,在铁片上电极反应为O2+2H2O+4e-====4OH-,错误。
知识点二　金属的防护【重点释疑】1.常见金属的防护措施
2.金属腐蚀快慢的判断方法(1)对同一种金属来说,腐蚀的快慢:强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。(2)活动性不同的两金属:活动性差别越大,活动性强的金属腐蚀越快。(3)对同一种电解质溶液来说:电解质溶液浓度越大,腐蚀越快,且氧化剂的浓度越高,氧化性越强,腐蚀越快。
(4)不同原理引起的腐蚀的速率:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。(5)从防腐措施方面分析腐蚀的快慢:外加电流的阴极保护法防腐