2020-2021学年第4节 金属的腐蚀与防护示范课ppt课件

这是一份2020-2021学年第4节 金属的腐蚀与防护示范课ppt课件，共26页。PPT课件主要包含了学习目标，任务分项突破，课堂小结提升，学科素养测评，自主梳理，氧化还原，钢铁的电化学腐蚀，氧气和水，互动探究，归纳拓展等内容，欢迎下载使用。

1.通过金属腐蚀原理的探究,了解金属发生电化学腐蚀的本质。2.通过金属腐蚀内容的学习,知道金属腐蚀的危害。3.通过金属防腐方法的探究,了解防止金属腐蚀的措施。
学习任务　探究金属腐蚀与防护
1.金属腐蚀(1)概念:金属表面因与周围的物质发生 反应而遭到破坏的现象。(2)根据与金属接触的气体或液体物质不同,金属腐蚀可分为两类:①化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2等)或非电解质液体等直接发生化学反应而引起的腐蚀。例如铜在高温下被空气中的氧气氧化而变黑。②电化学腐蚀:不纯的金属与电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较 的金属 电子而被氧化。例如铁在潮湿的空气中生成红褐色的铁锈。
微点拨:电化学腐蚀快于化学腐蚀的原因是化学腐蚀氧化、还原两个半反应在同一界面发生,效率较低;而电化学腐蚀氧化、还原两个半反应在不同电极表面发生,效率较高。
微点拨:金属腐蚀一般是指钢铁腐蚀,因为人类用的最多的金属是Fe、Al、Cu。Cu活泼性较低,不易腐蚀,一般无需防护;Al虽然活泼性强于铁,但是其表面易形成Al2O3膜而起到保护作用,一般也不需要特殊保护。
3.金属腐蚀的防护(1)涂层保护法。(2)牺牲阳极保护法。(3)阴极电保护法(也叫外加电流阴极保护法)。(4)加入Ni、Cr制成不锈钢。(5)连接电源正极,保持适当电压使金属表面处于钝化态,可以称之为电钝化保护法。4.金属电化学腐蚀的应用(1)金属电化学腐蚀的两个特点:金属吸氧腐蚀会消耗 ,同时金属电化学腐蚀会 热。
(2)金属电化学腐蚀上述两个特点的应用:金属吸氧腐蚀消耗氧气和水,可用于除氧气和干燥,防止食品变质;金属腐蚀放热可用于制作一次性保暖贴等。微点拨:除了除去氧气作食品保鲜剂,作供热剂之外,利用金属电化学腐蚀还可以测量空气中氧气含量,利用其电极反应高活性来进行污水的氧化还原处理等。
某同学设计了如下实验,探究铁吸氧腐蚀发生的部位。实验用品:铁片、铁钉、NaCl溶液、铁氰化钾溶液(与Fe2+反应产生蓝色物质)、酚酞。[实验1] 取一铁片,在上面滴一大滴NaCl溶液(加入了铁氰化钾溶液和酚酞),放在空气中静置观察。
现象:液滴中心处产生蓝色物质,液滴表面变红色。[实验2] 取一铁钉放于试管中,试管内加入适量NaCl溶液使铁钉部分露出液面,滴加少量铁氰化钾溶液和酚酞,放在空气中静置,观察现象。现象:铁钉下端产生蓝色物质,液体表面变红色。
探究　金属吸氧腐蚀部位问题1:实验1中产生蓝色物质说明液滴中心处生成了含几价铁元素的离子?液滴中心电极反应是什么?
问题2:实验1中液滴表面变红色,说明表面产生较多的哪种离子?为什么?
问题3:如何解释实验2中的现象?
发生吸氧腐蚀时,正极是氧气浓度较高的部位,负极是氧气浓度较低的部位。正极产生OH-向负极移动,负极产生Fe2+向正极移动,两者主要在正、负极之间产生 Fe(OH)2,Fe(OH)2继续被氧化为Fe(OH)3,然后经过一段时间变为Fe2O3的水合物即铁锈,因此铁锈最多的部位是正、负极之间某处部位。
1.(2021·安徽宿州期中)下列关于金属的腐蚀与防护的叙述不正确的是(　 　)A.马口铁(镀锡铁)即使镀层破损,依然不易生锈B.图①若将钢闸门与电源的负极相连,可防止钢闸门腐蚀C.图①若断开电源,钢闸门将发生吸氧腐蚀D.图②若金属M比铁活泼,可防止钢铁输水管腐蚀
解析:由于Fe比Sn活泼,马口铁(镀锡铁)镀层破损,将因为与空气中的H2O、O2等发生电化学腐蚀,加快铁生锈,A不正确;图①若将钢闸门与电源的负极相连,则钢闸门作阴极,故可防止钢闸门腐蚀,B正确;图①若断开电源,钢闸门中将形成Fe和C两电极,在海水和O2作用下形成原电池,电解质溶液呈中性或弱酸性,故将发生吸氧腐蚀,C正确;图②若金属M比铁活泼,则M作负极,失电子,从而保护了铁,故可防止钢铁输水管腐蚀,D正确。
2.(2021·山东济南期中)中学化学教材中,常借助图像这一表现手段清晰地突出实验装置的要点,形象地阐述化学过程的原理。下列有关化学图像表现的内容不正确的是(　 　)A.图1表示牺牲阳极保护法B.图2所示装置中的铁钉几乎没被腐蚀C.图3表示电镀D.用图4装置表示精炼铜,则a极为粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液
解析:图1中锌比铁活泼,锌失电子,被氧化,从而保护了铁不被腐蚀,故表示牺牲阳极保护法,A正确;由于常温下铁遇到浓硫酸发生钝化,所以图2所示装置中的铁钉几乎没被腐蚀,B正确;电镀时待镀物品(镀件)应该与电源的负极相连作阴极,故图3表示电镀的正、负极接反了,C错误;用图4装置表示精炼铜,则a极与电源的正极相连,作阳极,应接粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液,D正确。
3.(2021·上海敬业中学期中)“双吸剂”含铁粉、活性炭和氯化钠等,可延长食品保质期。下列有关叙述正确的是(　 　)
金属腐蚀的本质是金属发生氧化反应,所以金属防腐就是防止金属发生氧化反应的过程。原电池负极、电解池阳极均发生氧化反应,所以只要让金属作原电池的正极及电解池的阴极即可保护金属。
1.误认为发生电化学腐蚀时没有化学腐蚀存在。其实不然,电化学腐蚀的速率远快于化学腐蚀的,因此金属腐蚀主要由电化学腐蚀造成,发生电化学腐蚀的同时也会发生化学腐蚀,只是经常忽略不计。2.误认为金属保护层破坏后起不到保护作用了。其实不然,如果金属保护层的活泼性大于被保护金属的,则保护层破坏后仍能起到保护作用,但如果保护层金属的活泼性比被保护金属的弱,则此时被保护金属作负极,发生氧化反应,不但起不到保护作用,反而加快了腐蚀。3.误认为牺牲阳极保护法是利用了电解原理对金属进行防护。其实不然,因为电化学上规定:发生氧化反应的电极是阳极。原电池的负极发生的就是氧化反应,也就是说,牺牲阳极保护法是遵循了电化学上对阳极的定义,当然,这也是一种习惯叫法。4.误认为无论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀,作为负极的铁被氧化成Fe3+。其实不然,铁被氧化成Fe2+。
世界上每年都有将近总产量十分之一的钢铁锈蚀,造成了巨大的经济损失。所以研究钢铁腐蚀机理及防腐方法具有重要的社会意义和价值。某同学设计如图装置研究铁的吸氧腐蚀。请据此回答问题。
(1)金属腐蚀的电化学原理可用如图甲模拟。请写出有关电极反应。①铁棒上:　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(1)金属腐蚀的电化学原理可用如图甲模拟。请写出有关电极反应。②碳棒上:　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)图乙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。下列说法不正确的是　　 (填字母)。 
(3)以Al—海水—空气电池作为能源的新型海水标志灯,以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使Al不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光。则该电源负极材料为　　　　,正极反应为　　　　　　　　　　　。 
(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用为　　　　　　　　　　　　。银器为　　　　极,电极反应为　 。 
(5)若用钢铁(含Fe、C)制品盛装NaClO溶液会发生电化学腐蚀,钢铁制品表面生成红褐色沉淀,溶液会失去漂白、杀菌、消毒功效。该电化学腐蚀过程中的正极反应为　 。