高中化学主题4认识生活中的材料课题4金属制品的防护教师用书鲁科版选修1

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1、课题4金属制品的防护T学习目标导航—1•理解金属腐蚀的本质，金属的电化学腐蚀的原理。(重难点)2.掌握金属防护的原理和常用方法。(重点)3.认识金属与合金在组成和性能上的主要区别。(重点)k)阶段1,认知预习质疑(知识梳理自主填充］^^!ll自行车金属部件为什么易被腐蚀1.钢铁的电化学腐蚀(以吸氧腐蚀为例)(1)电极反应。负极：2Fe—4e—^=2Fe"+正极：2H/)+02+4e^=40H(2)电池反应：2Fo+2比0+02=2Fc(OH)2。(3)铁锈的形成(用化学方程式表示)oFe(OH)2不稳定，在空气中进一步被氧化：4Fe(

2、OH)2+02+2H20=4Fe(OH)3氢氧化铁分解生成红色的三氧化二铁,即铁锈的主要成分。2.金属腐蚀的本质及分类(1)本质：金属原子失去电了变成金属阳离子,在此过程中金属被氧化。(2)分类①化学腐蚀：金属与氧化性强的物质直接接触而被腐蚀的过程。②电化学腐蚀：金属在冇电鯉质渣液存在的情况下通过原电池反应发生的腐蚀。l

3、1.电化学腐蚀与化学腐蚀有何不同？【提示】电化学腐蚀过程屮有电流产生，化学腐蚀无电流产生。口行车金属部件的防腐蚀1.加防护层如给车架、挡泥板、车后座烤上一层邃，给链条涂上机油,给轴承涂上凡士林,将车把、车圈、车辐条进

4、行电镀,将车座弹簧用一层“烤蓝”保护。1.电化学保护(1)根据电化学原理，只要将要保护的金属与比它活泼的金属相连构成厘应也，便可以使要保护的金属不被腐蚀，这就是牺牲阳极的阴极保护法。(2)将要保护的金属和一块不溶性辅助电极，分别连接到电源的越和止极上,接通直流电源，使电子流入要保护的金属，这种方法称作外加电流的阴极保护法。naa<交渣II1.镀锌的车辐条在镀层破损后，仍不易腐蚀，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，锌作负极被腐蚀，而铁被保护,故不易腐蚀。「飜能1自行车中的合金材料1.合金(1)

5、概念：由金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。(2)常见的合金：常用的钢铁材料是铁碳合金，黄铜是铜锌合金,青铜是铜锡合金。2.自行车小合金材料的选择(1)自行车材料选用的标准重量轻、耐腐蚀、强度高和减震性能好。(2)几种合金材料的性能比较常用合金特点在自行车中的应用铝合金质量轻、成本低、易加丁、机械性能高车圈、车把、车架等受力构件钛合金质量轻、强度高、韧性好、耐腐蚀作自行车车架镁合金质量轻、生产成木低作自行车前叉和踏板的零组件；自行车车架、轮圈、齿轮盘、刹车零组件I

6、QA<交湾

7、12.合金具有的特殊性质由哪些因素决定？【

8、提示】合金具有的特殊性质由所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件來决定。阶段2介作探究通关(要点初探疑难细究］1^111析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较【问题导思】①析氢腐蚀和吸氧腐蚀发生的条件有何不同？哪类腐蚀更普遍？②钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀正负极材料相同吗？正负极反应有何异同？【提示】①析氢腐蚀的形成条件是水膜酸性较强，吸氧腐蚀的形成条件是水膜酸性很弱或呈中性，因为多数情况下水膜酸性较弱，故吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍。②钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀正负极材料相同，发生的负极反应也相同：Fe-2e-=Fe2+,而正极反应不同:析氢腐蚀，2

9、H+4-2e—H-2f。吸氧腐蚀，2H?0+()2+4e—40H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Fe—2e——Fe正极材料C正极反应2I「+2eH2t2n20+02+4e_=40ir总反应Fe+2H,=Fe2'+H2t2Fe+2H.0+02=2Fe(0H)24Fe(OH)2+2H20+02一4Fe(OH)32Fe(0H)3=Fe203+3H20最终腐蚀产物铁锈(Ec203的复杂水合物)普遍性吸氧腐蚀比析盘腐蚀更普遍温馨提醒(1)金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般情况下两种腐蚀会同

10、时发生。(2)金属腐蚀的本质是金属原子失去电子变成金属离子被氧化的过程。卜例E1如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察:(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于腐蚀。(2)若试管内液面上升，则原溶液是性，发生腐蚀，电极反应：负极:—,正极：。(3)若试管内液面下降，则原溶液呈性，发生腐蚀，电极反应：负极:,正极：。【解析】由铁钉生锈所处的环境知，应该是电化学腐蚀，不会是化学腐蚀；若试管内液面上升，说明气体减少，应该是吸氧腐蚀；若试管内液面下降，说明有气体牛成，应该是析氢腐蚀。【答案】（1）电化学（2）弱酸性或中吸氧2Fe-4e

11、_=2Fez+02+2H20+4e"=40旷⑶较强的酸析氢Fe-2e~=Fe2+2H++2e_=H2t"Xill勢1.如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和盐酸溶液，各加入生铁块，放置一段时间。F列有