資源簡介

(共27張PPT)
第四章
化學反應與電能
第三節　金屬的腐蝕與防護
內容索引
學習目標
活動方案
課堂反饋
學 習 目 標
1. 能通過多種方式了解金屬腐蝕帶來的危害，認識防止金屬腐蝕的重要意義。
2. 了解化學腐蝕和電化學腐蝕的含義，理解電化學腐蝕發生的條件，能解釋金屬發生電化學腐蝕的原因。
3. 通過實驗探究防止金屬腐蝕的措施，掌握常見的防止金屬腐蝕的方法和原理。
活 動 方 案
1. 試舉例說明日常生活中你所知道的金屬腐蝕現象，金屬腐蝕會造成哪些危害？
【答案】 鐵制品生銹、鋁制品表面出現白斑、銅制品產生銅綠；金屬制品失去光澤等。金屬的腐蝕會導致金屬制品的損壞，會導致金屬設施設備的損毀，會危害建筑的安全等。
活動一：認識日常生活中的金屬腐蝕及其危害，了解化學腐蝕與電化學腐蝕的含義
2. 由于與金屬接觸的氣體或液體物質不同，金屬的腐蝕可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。金屬與接觸到的干燥氣體(如O2、Cl2、SO2等)或非電解質液體(如石油)等直接發生化學反應而引起的腐蝕，叫作化學腐蝕。不純的金屬與電解質溶液接觸時，會發生原電池反應，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫作電化學腐蝕。
(1) 如何區分化學腐蝕和電化學腐蝕？
【答案】 化學腐蝕未形成原電池反應，電化學腐蝕形成了原電池反應。
(2) 分析下列金屬發生的變化，各屬于哪種腐蝕？
①鈉在氧氣中燃燒　②銅在氯氣中燃燒　③鋼管在原油中的腐蝕　④船錨的銹蝕
【答案】 ①②③屬于化學腐蝕，④屬于電化學腐蝕。
(3) 自然界中的金屬主要發生哪種腐蝕？
【答案】 自然界中的金屬往往不純凈，與水體或潮濕的空氣接觸，主要發生的是電化學腐蝕。
1. 實驗探究：連接如圖所示的兩個實驗裝置。
活動二：探究鋼鐵電化學腐蝕的類型
(1) 觀察實驗現象并用有關化學用語進行解釋。
實驗現象 用有關化學用語進行解釋
實驗a
實驗b
鐵釘表面有氣泡產生，
靠近試管一段的U形管
內液面下降，另一端液
面上升
負極：Fe－2e－===Fe2＋
正極：2H＋＋2e－===H2↑
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
一段時間后，鐵釘表
面有紅色物質生成，
靠近試管一段的U形管
內液面上升，另一端
液面下降
負極：2Fe－4e－===2Fe2＋
正極：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O
(2) 鋼鐵在不同條件下會發生不同類型的腐蝕，思考一般什么條件下發生析氫腐蝕？什么條件下發生吸氧腐蝕？
【答案】 一般酸性條件下鋼鐵發生析氫腐蝕，中性或堿性條件下發生吸氧腐蝕。
(3) 實驗證明，試管a中的氧氣含量也會不斷減少，原因是什么？寫出試管a中的氧氣發生反應的電極方程式。
【答案】 酸性條件下，鋼鐵同時也發生了吸氧腐蝕。O2＋4e－＋4H＋===2H2O
2. 探究金屬在不同條件下腐蝕的快慢。
(1) 搭建三個如右圖所示的裝置，試管中分別放入干燥鐵釘、用蒸餾水潤濕的鐵釘和用食鹽水潤濕的鐵釘。比較相同時間內導管內紅墨水的變化。
【答案】 放置干燥鐵釘的液面幾乎無變化，放置用蒸餾水潤濕鐵釘的，U形管右側液面略有上升，放置用食鹽水潤濕鐵釘的，U形管右側液面上升較多。
(2) 完成下列實驗，比較鋅和硫酸反應時不同條件下反應速率的大小。




(3) 由以上實驗可以得出的結論是什么？
【答案】 其他條件一定，金屬發生電化學腐蝕時速率更大。
實驗步驟 實驗現象
①向盛有鋅粒的試管中加入適量的稀硫酸
②反應片刻后，再向上述試管中加入少量銅粉或滴加少量硫酸銅溶液
鋅粒表面有氣泡產生
加入銅粉后氣泡產生速率變大(滴
加硫酸銅溶液后，鋅粒表面有紅
色物質析出，氣泡產生速率變大)
1. 回憶鐵生銹的條件，請你列舉生產、生活中的一些防止鐵生銹的措施。
活動三：探究金屬腐蝕的防護方法
防止鐵生銹的措施 原理
(1)
(2)
(3)
將鐵置于干燥的環境中
使金屬與水隔絕
在鐵表面鍍一層不易腐蝕的金
屬、塑料或刷油漆等
使鐵與空氣、水隔絕
將鐵制成合金
改變鐵的內部結構，提高金屬
的耐腐蝕性
2. 現有兩只鐵片、一只鋅片、一只銅片、經過酸化的3%的NaCl溶液、直流電源、燒杯和導線。請利用所學電化學知識搭建兩個不同的裝置來防止食鹽水中的鐵片發生腐蝕。
(1) 畫出你所設計實驗的裝置圖。
【答案】 　
(2) 已知K3[Fe(CN)6]溶液(黃色)能與Fe2＋反應生成藍色KFe[Fe(CN)6]沉淀，這是檢驗溶液中Fe2＋的常用方法。通過實驗檢驗你所設計的裝置中鐵片是否被保護。寫出你的方案和實驗現象。
【答案】 用滴管分別取少量鐵片附近的溶液于試管內中，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，無藍色沉淀生成。
3. 將1 g 瓊脂加入250 mL燒杯中，再加入50 mL飽和食鹽水和150 mL水。攪拌、加熱煮沸，使瓊脂溶解。稍冷后，趁熱把瓊脂溶液分別倒入兩個培養皿中，各滴入5～6滴酚酞試劑和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均勻。取兩支除銹后的鐵釘，一只裹上鋅皮，一支裹上銅絲，分別置入兩個培養皿中。實驗裝置如下圖所示。
(1) 預測兩支培養皿中將產生的實驗現象。
【答案】 甲中：鋅皮周圍無現象，鐵釘附近周圍出現紅色；乙中：銅絲周圍出現紅色，鐵釘周圍出現藍色沉淀。
(2) 觀察實驗現象并進行解釋。
【答案】 甲中：鋅作原電池的負極，發生反應：Zn－2e－=== Zn2＋，鐵釘作正極，正極上發生反應：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正極附近溶液呈堿性，遇酚酞變紅，所以鐵釘附近溶液變紅。
乙中：鐵作原電池的負極，發生反應：Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成藍色沉淀，所以鐵釘附近有藍色沉淀；銅絲作正極，正極上發生反應：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正極附近溶液呈堿性，遇酚酞變紅，所以銅絲附近溶液變紅。
課 堂 反 饋
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1.下列關于金屬腐蝕的敘述正確的是 (　 　)
A. 金屬被腐蝕的本質是金屬失去電子，被氧化
B. 馬口鐵(鍍錫鐵)鍍層破損后被腐蝕時，首先是鍍層被氧化
C. 相同條件下，純鋅與稀硫酸反應比粗鋅快
D. 常溫下，置于空氣中的鋼鐵主要發生化學腐蝕
【答案】 A
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2.下列事實與電化學腐蝕無關的是(　 　)
A. 光亮的自行車鋼圈不易生銹
B. 黃銅(Cu、Zn合金)制的銅鑼不易生銹
C. 銅、鋁電線一般不連接起來作導線
D. 生鐵比熟鐵(幾乎是純鐵)容易生銹
【答案】 A
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3.鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕，發生的原電池反應為2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。下列說法正確的是(　 　)
A. 正極發生的反應為2H2O＋O2＋2e－===4OH－
B. 負極發生的反應為Fe－2e－===Fe2＋
C. 原電池是將電能轉變為化學能的裝置
D. 鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕
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【答案】 B
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4. 鐵釘與碳棒用導線連接后，同時浸入0.01 mol·L－1的NaCl溶液中，可能發生的反應是(　 　)
A. 碳棒上放出氯氣 B. 鐵釘附近產生OH－
C. 碳棒上放出氧氣 D. 鐵釘被氧化
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【答案】 D
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5.下列金屬的防護方法不正確的是(　 　)
A. 對健身器材涂油漆以防止生銹
B. 對某些工具的“機械轉動部位”選用刷油漆的方法來防銹
C. 用犧牲鋅塊的方法來保護船體
D. 自行車的鋼圈上鍍上一層Cr防銹
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【答案】 B
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6. 下列可以防止鐵棒被腐蝕的裝置是(　 　)
A. ①② B. ③④
C. ①③④ D. ②④
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【答案】 D
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7.在海洋工程上，通常用鋁合金(Al－Zn－Cd)保護海底鋼鐵設施，其原理如圖所示。其中負極發生的電極反應為_____________________；在實際應用中，用鋁合金而不選用純鋁，純鋁不能很好地起到保護作用，其原因是_______________________________________________ ___ _____________________。
1
Al－3e－===Al3＋
鋁表面易被氧化，生成一層致密而堅固的氧化物薄膜,
使金屬鋁呈現“惰性”　
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