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(共42張PPT)
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化（第5課時(shí)）
第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量
【復(fù)習(xí)】
【例1】下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是( )
C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；
A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；
B.在氧化–還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多；
D.同價(jià)態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；
C
一、導(dǎo)入新課
【例2】下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是( )
C.粗鋅和 1mol/L 硫酸
A.純鋅和1mol/L 硫酸
B.純鋅和18 mol/L 硫酸
D.粗鋅和1mol/L 硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。
一、導(dǎo)入新課
D
【例3】下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是____________________________________。
(4)
(2)
(1)
(3)
一、導(dǎo)入新課
0.1mol/L NaCl
Al
Zn
0.1mol/L NaCl
Fe
Zn
0.1mol/L NaCl
鍍Cu-Zn
0.1mol/L NaCl
Zn
(1)
(2)
(3)
(4)
二、講授新課
金屬腐蝕
我國作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家(2005年全國生產(chǎn)鋼材37117.02萬噸)，每年被腐蝕的鐵占到我國鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因?yàn)榻饘俑g而造成的損失占到國內(nèi)生產(chǎn)總值的2%~4%；約合人民幣：3000億元(2005年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值將達(dá)15萬億元)。
另據(jù)國外統(tǒng)計(jì)，金屬腐蝕的年損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震(平均值)損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。
二、講授新課
腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也經(jīng)常對安全構(gòu)成威脅。國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機(jī)因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染；管道和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會危及工作人員和附近居民的生命安全。
【問題討論】
一、金屬的腐蝕和防護(hù)
(1)判斷下列裝置是否為原電池？若是，指出電極名稱并寫出電極反應(yīng)式。
二、講授新課
(2)若將Fe棒C棒粉碎摻在一起制成一光亮的Fe-C合金棒，插在HCl里，則是否構(gòu)成了原電池？
HCl
Fe
C
HCl
Fe
C
HCl
Fe-C合金棒
(3)鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，若在潮濕的環(huán)境里或鹽濃度較大的環(huán)境里長期放置，常易生銹變紅，原因是什么？
二、講授新課
金屬陽離子
失e-
氧化反應(yīng)
金屬腐蝕的類型
化學(xué)腐蝕
電化腐蝕
析氫腐蝕
吸氧腐蝕
(常見普遍)
金屬原子
金屬腐蝕的本質(zhì)：
金屬腐蝕：
是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（氧化-還原）而腐蝕損耗的過程。
二、講授新課
金屬的化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。
特點(diǎn)：反應(yīng)簡單、金屬與氧化劑之間的氧化還原反應(yīng)。
二、講授新課
電化學(xué)腐蝕：不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子被氧化的腐蝕。
鐵：負(fù)極 水膜（電解質(zhì)溶液）
碳：正極
在鋼鐵表面形成無數(shù)微小原電池
向鐵粉中加入少量的炭粉，混合均勻后，撒入內(nèi)壁分別用氯化鈉和稀醋酸潤濕過的兩支試管分別標(biāo)記為a、b中，按圖裝好儀器。一段時(shí)間后，打開止水夾，觀察、比較導(dǎo)管中水柱（在水中滴加幾滴紅墨水）的變化和試管中的現(xiàn)象。
二、講授新課
a
b
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
裝置a中的導(dǎo)管中水柱上升，裝置b中的導(dǎo)管中水柱下降。
思考：導(dǎo)管中的水柱變化說明什么問題？
裝置a中的導(dǎo)管中水柱上升，說明大試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小， a裝置中有氣體參加反應(yīng)。
裝置b中的導(dǎo)管中水柱下降，說明大試管內(nèi)氣體生成。
思考：向鐵粉中加入炭粉的作用是什么？
在a裝置中鐵、炭、氯化鈉溶液及b裝置中鐵、炭、醋酸均構(gòu)成原電池，能加快化學(xué)反應(yīng)速率。
二、講授新課
負(fù)極： 2Fe - 4e- = 2Fe2+
正極： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
總反應(yīng)： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
中性或酸性很弱或堿性條件下，易發(fā)生吸氧腐蝕。
二、講授新課
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O
進(jìn)一步反應(yīng)：
紅色的鐵銹
正極： 2H++ 2e- =H2 ↑
負(fù)極： Fe - 2e- = Fe2+
總反應(yīng)： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 ↑
當(dāng)鋼鐵處于酸性介質(zhì)中時(shí)，易發(fā)生析氫腐蝕；
析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕。
二、講授新課
二、講授新課
化學(xué)腐蝕 電化腐蝕
條件
現(xiàn)象
本質(zhì)
聯(lián)系 化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的比較
金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸
不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸
無電流產(chǎn)生
有微弱電流產(chǎn)生
金屬被氧化
較活潑金屬被氧化
兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍
析氫腐蝕
吸氧腐蝕
二、講授新課
析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較
Fe2O3 · nH2O
（鐵銹）
通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。
析氫腐蝕
吸氧腐蝕
條件
水膜呈酸性。
水膜呈中性堿性或酸性很弱。
電極反應(yīng)
負(fù)極Fe(- )
Fe-2e=Fe2+
2Fe-4e=2Fe2+
正極C(+)
2H++2e=H2↑
O2+2H2O+4e=4OH-
總反應(yīng):
Fe+2H+=Fe2+↑
2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
聯(lián)系
二、講授新課

二、講授新課
強(qiáng)電解質(zhì)>弱電解質(zhì)>非電解質(zhì)
金屬腐蝕的快慢：
電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)措施的腐蝕
同一金屬在不同物質(zhì)中腐蝕的快慢：
二、講授新課
金屬腐蝕快慢的判斷：
(1)與構(gòu)成微電池兩極的材料有關(guān)。兩極材料的活動性差別越大，氧化還原反應(yīng)的速率越 ，活潑金屬被腐蝕的速度越 。
(2) 電解原理引起的腐蝕 原電池原理引起的腐蝕 化學(xué)腐蝕 有防腐措施的腐蝕。
(3)同一種金屬的腐蝕：在強(qiáng)電解質(zhì)中 弱電解質(zhì)中 非電解質(zhì)中
(4)一般說來：原電池原理引起的腐蝕 化學(xué)腐蝕 有防腐措施的腐蝕。
注意：在鋼鐵的腐蝕過程中，其電化學(xué)腐蝕更嚴(yán)重，在電化學(xué)腐蝕中，吸氧腐蝕更普遍。
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快
快
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交流與討論
鐵生銹除了必須有空氣及水的參與外，還受其他一些因素的影響。請解釋下列有關(guān)鐵生銹現(xiàn)象的原因。
1.相對于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。
因?yàn)楹Ｋ泻休^多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強(qiáng)，而在電解質(zhì)溶液中，電化學(xué)腐蝕更容易進(jìn)行。
2. 1910年遺留在南極的食品罐頭盒，其表面至今很少有鐵銹出現(xiàn)。
是由于南極的溫度常年在0℃以下，說明在較高溫度下，腐蝕更易進(jìn)行。
二、講授新課
3.用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。
是由于鐵與銅及空氣中的水蒸汽構(gòu)成了原電池，鐵作原電池的負(fù)極，因此鐵易被腐蝕而生銹。
4.當(dāng)化工廠排出的廢氣為酸性氣體時(shí),工廠附近的鐵制品容易生銹。
說明鐵制品在酸性條件下比在中性條件下更容易被腐蝕。
二、講授新課
交流與討論
請大家根據(jù)鐵生銹的原理，思考應(yīng)采取什么措施防止鐵生銹？
二、講授新課
交流與討論
二、鋼鐵腐蝕的防護(hù)：
1.改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如將Cr、Ni等金屬加進(jìn)鋼里制成合金鋼。
2.金屬表面覆蓋保護(hù)層
如油漆、油脂等，電鍍（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保護(hù)層。
原理：
隔絕金屬與外界空氣、電解質(zhì)溶液的接觸。
衣架和電線的外面包上一層塑料層
二、講授新課
3.電化學(xué)保護(hù)法
原理
形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。
二、講授新課
犧牲陽極的陰極保護(hù)法
形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。
二、講授新課
你還知道哪些防止金屬腐蝕的方法？請舉例說明。
用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換
制成不銹鋼，在金屬表面鍍一層比要保護(hù)的金屬耐腐蝕的金屬。
用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)船身，鋅塊必須定期更換
鋅塊
二、講授新課
外加電流的陰極保護(hù)法
將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。
1.如圖，水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：
(1) 若液面上升，則溶液呈____________性，發(fā)生_______腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極_________________；正極：____________________。
(2) 若液面下降，則溶液呈_______性，發(fā)生_______腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：_______________正極：_______________。
中性或堿性
吸氧
Fe – 2e-＝Fe2+
O2+2H2O+4e-＝4OH－
酸性
析氫
Fe – 2e-＝Fe2+
2H++2e-＝H2↑
二、講授新課
2.分析右圖，按要求寫出有關(guān)反應(yīng)方程式：
（1）鐵棒上的電極反應(yīng)式為：________________________________________
（2）碳棒上的電極反應(yīng)式為：________________________________________
（3）溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________
___________________________________________________________________
2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
O2+2H2O+4e-＝4OH-
2Fe – 4e-＝ 2Fe2+
二、講授新課
3.鎳--鎘可充電電池可發(fā)生如下反應(yīng)：
Cd+2NiO(OH)+2H2O
由此可知，該電池的負(fù)極材料是( )
Cd(OH)2+2Ni(OH)2
放電
充電
A. Cd
D
B. NiO(OH)
D. Ni(OH)2
C. Cd(OH)2
二、講授新課
1.下列敘述正確的是( )
A.構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須是兩種金屬
B.由Cu、Zn作電極與CuSO4溶液組成的原電池中Cu是負(fù)極。
C.馬口鐵（鍍錫鐵）破損時(shí)與電解質(zhì)溶液接觸，錫先被腐蝕。
D.銅鋅原電池工作時(shí)，若有13g鋅被溶解，電路中就有0.4mol電子通過
D
三、課堂練習(xí)
2.鋼鐵銹蝕過程中可能發(fā)生的變化是( )
① Fe由單質(zhì)轉(zhuǎn)化為+2價(jià)；
② Fe由+2價(jià)轉(zhuǎn)化為+3價(jià)；
③ 產(chǎn)生氫氣；④產(chǎn)生氧氣；
⑤ 雜質(zhì)C被氧化除去；
⑥ Fe(OH)3失水變成Fe2O3·3H2O。
A. ①②③⑥ B. ①③④
C. 只有①③ D. 全部
A
三、課堂練習(xí)
3.為保護(hù)地下鋼管不被腐蝕，可采用的方法是( )
A.與直流電源負(fù)極相連接 B.與直流電源的正極相連接
C.與銅板相連接 D.與鋅板相連接
4.下列說法正確的是( )
A.鋼鐵因含雜質(zhì)而容易發(fā)生電化腐蝕，所以合金都不耐腐蝕
B.原電池反應(yīng)是導(dǎo)致金屬腐蝕的主要原因，故不能用來減緩金屬的腐蝕
C.鋼鐵電化腐蝕的兩種類型主要區(qū)別在于水膜的pH不同，引起的正極反應(yīng)不同
D.無論哪種類型的腐蝕，其實(shí)質(zhì)都是金屬被氧化
AD
CD
三、課堂練習(xí)
5. 銅制品上的鋁質(zhì)鉚釘，在潮濕空氣中易腐蝕的原因可描述為( )
A. 形成原電池鋁作負(fù)極
B. 形成原電池時(shí)銅作負(fù)極
C. 形成原電池時(shí)，電流由鋁經(jīng)導(dǎo)線流向銅
D. 鋁質(zhì)鉚釘發(fā)生了化學(xué)腐蝕
6. 以下現(xiàn)象與電化腐蝕無關(guān)的是 ( )
A. 黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅銹
B. 生鐵比軟鐵芯(幾乎是純鐵)容易生銹
C. 鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生銹
D. 銀質(zhì)獎(jiǎng)牌久置后表面變暗
A
D
三、課堂練習(xí)
7.鋼鐵表面鍍有下列金屬時(shí)，當(dāng)鍍層部分被破壞時(shí)，鐵不易被腐蝕的是( )
A．Sn B．Zn C．Cu D．Ag
8. 如圖各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序?yàn)? )
A.②①③④ B.④③①②
C.④②①③ D.③②④①
B
C
三、課堂練習(xí)
9.下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論解釋的是( )
A.輪船水線以下的船殼上鑲嵌有一定量的鋅塊
B.鍍鋅的鐵制品比鍍錫的鐵制品耐用 　　
C.鋁片不用特殊方法保存
D.常溫下鋁跟稀硫酸快速反應(yīng)，跟濃硫酸幾乎不反應(yīng)
10.下列敘述中不正確的是( )
A.金屬的電化腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍
B.鋼鐵在干燥空氣里不易腐蝕
C.用鋁質(zhì)鉚釘鉚接鐵板，鐵板易被腐蝕
D.原電池中電子由正極流入負(fù)極
CD
CD
三、課堂練習(xí)
11.下列敘述正確的是（ ）
A.原電池中陽離子向負(fù)極移動
B.原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)
C.馬口鐵（鍍錫）的表面一旦破損，鐵腐蝕加快
D.白鐵（鍍鋅）的表面一旦破損，鐵腐蝕加快
12.自來水管與下列材料做成的水龍頭連接，銹蝕最快的鐵水管連接的是（ ）
A.銅水龍頭 B.鐵水龍頭
C.塑料水龍頭 D.陶瓷水龍頭
BC
A
三、課堂練習(xí)
13.在經(jīng)常受酸雨危害的地區(qū)，金屬制品易受腐蝕。其中鐵制品主要發(fā)生____ 腐蝕，負(fù)極反應(yīng)式為_____________________；銅制品發(fā)生______腐蝕，正極反應(yīng)式是_____________________。
析氫
Fe - 2e- = Fe2+
吸氧
O2+4H++4e-= 2H2O
三、課堂練習(xí)
14.燒過菜的鐵鍋未及時(shí)洗去含有NaCl的殘液，過一段時(shí)間便出現(xiàn)紅棕色的鐵銹斑點(diǎn)，已知該銹斑為Fe(OH)3失水的產(chǎn)物。表示Fe(OH)3生成的電極反應(yīng)式、離子方程式和化學(xué)方程式分別為；
（1）負(fù)極 ，
正極 ；
（2） ；
（3） 。
2Fe - 4e- = 2Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH-
2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
14.在含有H2S氣體的空氣中，銀器表面易變黑(生成了Ag2S)，原因是銀發(fā)生了______（填“析氫”或“吸氧”）腐蝕，其電極反應(yīng)式為：
正極 ，
負(fù)極 ，
最終在銀器表面生成Ag2S的離子方程式： 。
吸氧
O2+2H2O+4e- = 4OH-
Ag-e- = Ag+
2Ag++H2S=Ag2S+2H+
三、課堂練習(xí)
15.為了除去銀器表面的Ag2S，可采用如下方法：在一個(gè)鋁制的容器中放入食鹽溶液，將銀器浸入食鹽溶液，使銀器與鋁接觸良好。過一段時(shí)間，銀器表面變?yōu)殂y白色，并聞到臭雞蛋的氣味，觀察到有少量白色絮狀沉淀生成。請用電極反應(yīng)式和離子方程式表示上述過程。
除去銀器表面的Ag2S時(shí):
(-) 2Al-6e=2Al3+
(+) 3Ag2S+6e=6Ag+3S2-溶液中發(fā)生如下反應(yīng)：
2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
(Al3+和S2-的水解反應(yīng)進(jìn)行到底。)
三、課堂練習(xí)
16.市場上出售的“熱敷袋”其中的成分主要是鐵粉、碳粉、木屑和少量氯化鈉、水等，熱敷袋用塑料袋密封，使用時(shí)從袋中取出輕輕揉搓就會放出熱量，用完后袋內(nèi)有大量鐵銹生成，回答下列各問：
(1) 熱敷袋放出的熱是來自 。
(2) 碳粉和氯化鈉的作用分別是：
(3) 寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式：
Fe被氧化
C 與Fe、NaCl溶液構(gòu)成原電池，加速Fe的氧化；NaCl溶于水，形成電解質(zhì)溶液
2Fe - 4e- = 2Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH-
Fe2++2OH- = Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
三、課堂練習(xí)
三、課堂練習(xí)
(a>c>d>b)
18.有M、N兩種金屬，分別與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生H2速率相近，試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較M、N兩種金屬的活潑性。
17．把a(bǔ)、b、c、d　4塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成幾個(gè)原電池。若a、b相連時(shí)a為負(fù)極；c、d相連時(shí)電流由d到c；a、c相連時(shí)c極上產(chǎn)生大量氣泡；b、d相連時(shí)b上有大量氣泡產(chǎn)生；則四種金屬的活動性順序由強(qiáng)到弱為：___________。
19.有人設(shè)計(jì)以Pt和Zn為電極材料，埋入人體內(nèi)作為某種心臟病人的心臟起搏器的能源。它依靠人體內(nèi)血液種含有一定濃度的溶解氧、H+和Zn2+進(jìn)行工作。它的兩極電極反應(yīng)式分別為： 。
正極：Zn-2e=Zn2+ 負(fù)極：2H2O+O2+4e=4OH-
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