高中化学第1章化学反应与能量转化1.3化学能转化为电能__电池第3课时金属的腐蚀与防护学案鲁科版选修4

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1、金属的腐蚀与防护学习目标：1、认识金属腐蚀的危害，并能解释金属发生电化学腐蚀的原因。2、能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。3、熟知金属腐蚀的防护方法。学习重难点：金属腐蚀的原理及防护方法。自主学习【知识回顾】1．根据下列四种电化学装置图，回答问题。(1)装置名称：A电镀池，B电解池，C原电池，D原电池。(2)装置A中Fe是阴极，Zn是阳极；装置D中Fe是负极，C是正极。(3)写出各电极反应式：装置氧化反应还原反应AZn－2e－===Zn2＋Zn2＋＋2e－===ZnBFe－2e－===Fe2＋

2、2H＋＋2e－===H2↑CFe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑DFe－2e－===Fe2＋O2＋2H2O＋4e－===4OH－(4)装置B、C相比较，其反应速率的大小关系是B>C。2．回答下列问题：(1)铁与氯气反应的化学方程式是2Fe＋3Cl22FeCl3；纯锌片与盐酸反应的离子方程式是Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；上述两反应过程不是(填“是”或“不是”)原电池反应。(2)铁制品在潮湿的环境中比在干燥的环境中易生锈，其原因是铁制品中含有杂质碳，在潮湿环境下的电解质溶液中构成原电池，加快

3、了铁被氧化的反应速率。【自主探究】探究点一　金属的腐蚀1．金属腐蚀(1)概念：金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏的现象。(2)根据与金属接触的物质不同，金属腐蚀可分为两类：①化学腐蚀：金属跟接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而加快。②电化学腐蚀：不纯的金属或合金跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。(3)用铝制饭盒盛放醋酸，一段时间后，饭盒被腐蚀，该种腐蚀属于化学腐蚀，反应

4、的化学方程式为2Al＋6CH3COOH===2(CH3COO)3Al＋3H2↑；若用铝饭盒盛放食盐(含水时)，一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀属于电化学腐蚀，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－，总反应式：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。2．钢铁的电化学腐蚀根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同，钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。铜板上铁铆钉处的电化学腐蚀如下图所示：　铁钉的析氢腐蚀示意图　　铁钉的吸氧腐蚀示意图(1

5、)铁钉的析氢腐蚀：当铁钉表面的电解质溶液酸性较强时，腐蚀过程中有H2放出。Fe是负极，C是正极。发生的电极反应式及总反应式为负极：Fe－2e－===Fe2＋；正极：2H＋＋2e－===H2↑；总反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。(2)铁钉的吸氧腐蚀：当铁钉表面的电解质溶液呈中性或呈弱酸性并溶有O2时，将会发生吸氧腐蚀。电极反应式及总反应式为负极：2Fe－4e－===2Fe2＋；正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－；总反应：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。最终生成Fe2O3·xH2O，

6、是铁锈的主要成分。[归纳总结]1．影响金属腐蚀的因素影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就金属本性来说，金属越活泼，越容易失去电子而被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。2．钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较因钢铁表面水膜酸碱性不同，钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀，二者正极反应式不同，但负极反应式相同，都是铁失电子被氧化。[活学活用]1．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是(　　)A．金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程B．电

7、化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈D．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生【答案】D【解析】金属腐蚀的本质，主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，所以A错误；电化学腐蚀指不纯金属发生化学反应而损耗的过程，不需要外加电流，所以B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，而不是负极吸收氧气，所以

8、C错误；只有选项D正确。2．如图所示，试管中放一铁钉，溶液为氯化钠溶液，数天后观察到的现象有_________________________________________________________。说明铁钉发生了________腐蚀，其中正极的电极反应式为_____________________________________________________________