1、课题4 金属制品的防护课程标准导航1.探究金属腐蚀的化学原理，知道金属防腐蚀的方法。2理解原电池的工作原理，加深对金属化学性质的理解。3从金属腐蚀原理到解决防腐蚀方法，培养学生分析并解决实际问题的能力。新知初探自学导引 自主学习 一、金属腐蚀 1定义：金属或合金与周围接触到的物质直接发生_反应而引起损耗的过程。2本质：金属原子失去电子生成_：(Rne=Rn)。氧化还原金属阳离子3金属腐蚀的分类(1)化学腐蚀：金属与氧化剂直接接触而被腐蚀的过程。(2)电化学腐蚀：金属在有电解质溶液存在的情况下通过_发生的腐蚀。特点：伴有微弱的_产生。原电池反应电流想一想1电化学腐蚀与化学腐蚀有何不同？提示：电化
2、学腐蚀过程中有电流产生，化学腐蚀无电流产生。二、自行车金属部件的防腐蚀 1给车架、挡泥板、车后座_；2给链条涂上_，给轴承涂上_；3将车把、车圈、车辐条进行_；4将车座弹簧用一层_保护。5采用_做自行车的零部件。6金属腐蚀的防护。烤上一层漆机油凡士林电镀“烤蓝”合金三、自行车中的合金材料 1合金：由_与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。2合金与其成分金属相比：具有良好的物理、_和机械性能。3自行车中常用的合金材料：铁合金、_、钛合金、镁合金。金属化学铝合金想一想2镁合金的优良性能有哪些？提示：质轻，在增强交通工具的架构强度、减轻重量、增强安全性、节约能源、抗冲击和抗振动等方面有很大
3、优势。自主体验1如图所示自行车各部件防腐措施不恰当的是()A涂机油 B烤漆 C镀锌D镀铬 解析：选A。车把涂机油不恰当，因为车把是手必须接触的部位。2相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是()解析：选C。A、B、D项都因原电池原理而被腐蚀，A、D项是析氢腐蚀，B项是吸氧腐蚀,C项中铁球被Cu保护，不易腐蚀。3(2012潍坊高二模块检测)如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察。(1)若液面上升，则溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应式：负极_，正极_。(2)若液面下降，则溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应式：负极_，正极_。解析：(1)若水面上升，说明试管内压强减小，试管内气体参与了铁的腐
4、蚀，故铁发生吸氧腐蚀。(2)若液面下降，说明试管内气体增多，压强增大，故为析氢腐蚀，电解质溶液为酸性。答案：(1)中性或弱酸性 吸氧 Fe2e=Fe2 O22H2O4e=4OH(2)酸 析氢 Fe2e=Fe2 2H2e=H2要点突破讲练互动 要点1 析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较探究导引1 影响金属腐蚀的因素有哪些？提示：(1)金属的性质，(2)介质，(3)氧化剂。探究导引2 哪些金属可以发生析氢腐蚀？提示：只有在金属活动性顺序中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。要点归纳析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 形成条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 负极材料 Fe 负极反应 Fe2e=
5、Fe2 正极反应 2H2e=H2 O22H2O4e=4OH 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 总反应 Fe2H=Fe2H2 2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2 4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O33H2O 最终腐蚀产物 铁锈(Fe2O3的复杂水合物)普遍性 吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍 即时应用1钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe2H2OO2=2Fe24OH。以下说法正确的是()A负极发生的反应为：Fe2e=Fe2 B正极发生的反应为：2H2OO22e=4OH C原电池是将电能转变为化学能的装置 D钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀 解析：选
6、A。由原电池反应式知负极为Fe2e=Fe2,正极为2H2OO24e=4OH,所以A项对B项错；原电池是将化学能转化为电能的装置，C项错；根据原电池原理钢柱在空气与水交界处更容易腐蚀，D项错。要点2 金属的防护探究导引3 车辐条镀锌是常见的电镀工艺，其保护作用的原理是什么？提示：由于锌比铁活泼，镀层破损后，在潮湿的空气中锌铁形成原电池，锌做负极被腐蚀，而铁被保护，故不易腐蚀。探究导引4 何谓“烤蓝”？有何作用？提示：“烤蓝”又称“发蓝”，也是一种常见的铁器表面处理方法。它可以使铁器表面生成一层致密的Fe3O4薄膜，增强铁器件的抗腐蚀能力。要点归纳1金属防护方法 2金属电化学防护方法比较电化学防护
7、 牺牲阳极保护法 阴极电保护法 依据 原电池原理 电解池原理 原理 形成原电池时，被保护金属作正极(阴极)，不反应受到保护；活泼金属作负极(阳极)，发生反应受到腐蚀。阳极要定期予以更换 将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护金属作阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护 电化学 防护 牺牲阳极保护法 阴极电保护法 应用 一些钢铁设备如锅炉内壁、船体外壳等装上镁合金或锌片 土壤、海水及水中的金属设备 电化学防护 牺牲阳极保护法 阴极电保护法 实例示意图 即时应用2有关金属腐蚀的防护，下列说法中不正确的是()A可在铁制品表面涂喷油漆防护 B铝制容器表面形成氧化膜，使铝的抗蚀性增强
8、C在轮船尾部镶嵌锌块可防止船体受损 D将铝线和铜丝拧在一起可保护铝 解析：选D。A、B选项均属于外加防护层的防护措施，C项锌比铁活泼，Zn、Fe形成原电池中Zn做负极，Fe做正极被保护；D项铜铝形成原电池中铝做负极被腐蚀，达不到保护铝的目的。题型1 金属腐蚀的原理 题型探究权威预测 例1下列关于金属腐蚀的叙述正确的是()A金属在潮湿空气中腐蚀的实质是 MnH2O=M(OH)nn2H2B金属的电化学腐蚀的实质是MneMn，电子直接转移给氧化剂 C金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀【思路点拨】解答此题正确分析两种腐蚀(1)化学腐蚀：金属与其他物
9、质不是电解质溶液直接氧化反应无电流产生金属被氧化；(2)电化学腐蚀：不纯金属或合金电解质溶液发生原电池反应有电流产生 活泼金属被氧化。【解析】A项，金属在潮湿空气中的腐蚀以吸氧腐蚀为主。C项，金属的化学腐蚀需接触氧化性气体或氧化性物质，不是必须在酸性条件下，且金属失去电子被氧化，电子直接转移给氧化剂。【答案】D【规律方法】金属腐蚀快慢的比较 金属在不同条件下的腐蚀速率不同，一般规律：电解池阳极原电池负极普通单一金属有防护措施的。题型2 金属制品的防护日常生产、生活中用到许多金属制品，从实用美观角度考虑，选择下列合适的金属材料或保护(防腐蚀)方法，将序号填入下表相应空格中 不锈钢 白铁(镀锌铁皮
10、)铝合金 镀铬铁管 涂漆 镶嵌锌块 与直流电源负极相连(阴极保护法)例2用途 选用的材料或保护的方法 菜刀 楼梯扶手或 阳台护栏 水桶 航海轮船 水闸 吊车塔架 房门窗框【思路点拨】解答此题注意以下两点：(1)理论联系实际。(2)结合日常观察、综合分析。【解析】菜刀接触潮湿较多，且要求机械强度大，清洁卫生等，故选不锈钢；楼梯扶手、护栏等要求安全美观，经济实惠，故选镀铬铁管；水桶处于潮湿环境，且摩擦碰撞较多，故选镀锌铁皮；航海轮船则采用镶嵌锌块法保护，效果良好；水闸位置固定宜采用外加电流的阴极保护法；吊车塔架只求坚固防锈且经济，故涂漆保护就可以了；门窗框从轻便美观考虑，可选用铝合金材料。【答案】
11、【名师点睛】在解决关于金属腐蚀的题目时，要注意总结物质的特殊性与一般性的关系，如合金中的两种金属活泼性不同，按原电池的形成条件与原理，在电解质溶液中一般情况下能发生原电池反应，而使金属腐蚀速率加快，但加入镍、铬等金属的合金却耐腐蚀，这是特性。课堂达标即时巩固 1钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时，正极的反应式为()AFe2e=Fe2 B2H2e=H2 C2H2OO24e=4OH DFe3e=Fe3 解析：选C。吸氧腐蚀正极反应是O2得电子发生还原反应：2H2OO24e=4OH。2如图是在法国拍卖会拍卖的我国圆明园兽首兔首和鼠首，拍卖台上渴望回家的铜器兔首和鼠首看上去仍熠熠生辉。下列对
12、其原因的分析，最可能的是()A它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金 B环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶液洗去 C铜的活动性比氢弱，因此不易被氧化 D它们是含一定比例金、银、锡、锌的铜合金 解析：选D。本题以我国国宝圆明园鼠首和兔首铜像为素材考查金属的保护和合金的概念，最有可能是改变了金属内部结构(形成合金)，从而防止了金属的腐蚀。3(2012潍坊高二模块检测)下列叙述错误的是()A锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜粉末能加快反应速率 B白铁(镀锌铁)镀层破损后即失去保护作用 C钢铁制品与外接电源的负极相连可以防止腐蚀 D电化学腐蚀过程中存在电极反应，产生微电流 解析：选B。镀锌铁镀
13、层破损后，若发生电化学腐蚀时，Zn、Fe形成原电池中Zn做负极，Fe做正极被保护。4下图中，铁腐蚀由快到慢的顺序为(未标注的电解质溶液为水)_。解析：中由于水中溶解了氧气，铁与杂质碳会形成原电池，发生电化学腐蚀；中铁在油中，氧气难以溶解，无电解质溶液，不能形成原电池；、都形成原电池，但中铁为正极，受到保护，中铁为负极，被氧化；、都形成电解池，中铁与电源的正极相连，做阳极，氧化速率增大；中铁与电源的负极相连，做阴极，受到保护。所以铁腐蚀由快到慢的顺序为。答案：5我们炒过菜的铁锅几天后“锈迹斑斑”，试问发生了什么变化？解析：主要发生了吸氧腐蚀。答案：铁锅中发生了原电池反应，铁做负极，铁锅中的碳做正极，菜汁盐水做电解质溶液：2Fe4e=2Fe2，O22H2O4e=4OH，因此，2FeO22H2O=2Fe(OH)2，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，Fe(OH)3分解生成铁锈。