高中化学 第四章 电化学基础 第四节 金属的电化学腐蚀与防护教案 新人教版选修4-新人教版高二选修4化学教案VIP免费

第四节金属的电化学腐蚀与防护[明确学习目标]1.了解金属腐蚀及其危害。2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。3.了解金属防护的一般方法，特别是电化学防护的方法。一、金属的电化学腐蚀1．金属的腐蚀金属腐蚀是指金属与周围的□气体或液体物质发生□氧化还原反应而引起损耗的现象。一般可分为□化学腐蚀和□电化学腐蚀。2．钢铁的电化学腐蚀二、金属的电化学防护1．牺牲阳极的阴极保护法应用□原电池原理，让被保护金属作□正极，另找一种活泼性较强的金属作□负极。如图所示：2．外加电流的阴极保护法利用□电解原理，把被保护的钢铁设备作为□阴极，用□惰性电极作为辅助阳极，两者均在电解质溶液(海水)里，接外加□直流电源。3．牺牲阳极的阴极保护法的实验按如图所示连接好装置，往Fe电极区滴入2滴K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液(已知Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成蓝色沉淀)，可以看到电压表指针□发生偏转，Fe电极上有□气泡产生，没有蓝色沉淀生成，说明溶液中不含□Fe2＋，Fe受到□保护。1．家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑是如何形成的，其主要成分是什么？提示：铁锅中含有碳元素，在潮湿环境中生锈属于吸氧腐蚀，在腐蚀过程中，负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极(C)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，总反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，Fe(OH)2极易被氧化，发生反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。Fe(OH)3进一步反应生成铁锈Fe2O3·nH2O。2．结合金属腐蚀的本质，分析如何进行金属防护。提示：金属腐蚀的本质是被氧化剂氧化变成金属阳离子。金属防护的基本思路是：①防止金属与氧化性介质直接接触；②防止金属表面形成电解质溶液；③改善金属的内部结构；④利用电化学原理进行防护。一、金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的比较(以铁为例)[即时练]1.铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应方程式为：4Fe＋3O2＋xH2O===2Fe2O3·xH2O。如图为一放在水槽中的铁架，水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是()A．①B．②C．③D．④答案C解析此处铁生锈属于吸氧腐蚀。④处没有和电解质溶液接触，锈蚀速率较慢；①②③处均与电解质溶液接触，但①②处含O2较少，所以③处腐蚀最快。2．如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝5的雨水和生铁片。观察到开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是()A．生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应B．雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀C．红墨水回升时，碳极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．具支试管中溶液pH逐渐减小答案C解析生铁与其中的碳及电解质溶液构成原电池，负极是铁，铁失去电子发生氧化反应，碳是正极，正极发生还原反应。开始时，因酸性较强发生析氢腐蚀，一段时间后导管内液面回升且略高于小试管液面，说明具支试管中气体压强减小，此时发生吸氧腐蚀，反应式是2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故溶液的pH增大，A、B、D错误；C正确。二、金属的防护1．金属的防护措施2．金属腐蚀快慢的判断方法(1)在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。(3)有无保护措施的：无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的金属腐蚀>牺牲阳极的阴极保护的金属腐蚀>有外接电源的阴极保护的金属腐蚀。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。[即时练]3．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为()A．②①③④⑤⑥B．⑤④③①②⑥C．⑤④②①③⑥D．⑤③②④①⑥答案C解析先判断装置是形成原电池还是电解池，再分析金属活动性的差别。①中Fe为负极，杂质C为正极，属于钢铁的吸氧腐蚀，腐蚀速率较慢。②、③、④实质均为原电池装置：③中Fe为正极，被保护；②、④中Fe为负极，均被腐蚀，但相对来说Fe和Cu的金属活动性差别较Fe和Sn的大，故FeCu原电池中Fe的腐蚀速率较快；⑤中Fe接电源正极作阳极，Cu接电源负极作阴极，加快了Fe的腐蚀；⑥中Fe接电源负极作阴极，Cu接电源正极作阳极，防止了Fe的腐蚀。根据以上...