鲁科版高中化学选择性必修1化学反应原理精品课件 第1章 第4节 金属的腐蚀与防护.ppt

三、电化学腐蚀原理的应用1.铁腐蚀能消耗空气中的氧气,利用这一原理可快速测定空气中氧气的含量。2.铁腐蚀的反应消耗氧气和水,以铁粉为主要成分制成双吸剂放入食品包装袋,可以延长食物的保质期。3.铁腐蚀的过程放热,利用这一特点可以制成一次性保暖贴。4.根据金属电化学腐蚀的原理,利用微电解技术处理工业废水。5.金属电化学腐蚀原理在航空航天、精密仪器和生物医学等领域也具有广阔的应用前景。自我检测判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时,负极反应均是Fe-3e-==Fe3+。()(2)钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时,正极发生的主要反应是O2+2H2O+4e-==4OH-。()(3)发生吸氧腐蚀时正极放出O2,发生析氢腐蚀时正极放出H2。()(4)纯铁在稀硫酸中发生析氢腐蚀。()(5)现实生活中电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍。()(6)金属作为原电池的负极或电解池的阴极时均被保护。()√×××√×重难探究?能力素养全提升探究一金属的腐蚀问题探究据估计,每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一。那么,金属的腐蚀都有哪些类型?不同类型的金属腐蚀有何区别?提示金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀;化学腐蚀过程中没有电流产生,电化学腐蚀过程中有电流产生。归纳拓展1.化学腐蚀与电化学腐蚀的比较类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与非金属等直接接触不纯的金属或合金与电解质溶液接触形成原电池电流无电流产生有电流产生结果金属被氧化较活泼金属被氧化实质M-ne-==Mn+关系①化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生;②电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍,危害更大2.钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较区别与联系吸氧腐蚀析氢腐蚀腐蚀的实质金属作为原电池负极,失电子被氧化负极电极反应Fe-2e-==Fe2+条件水膜呈很弱的酸性、中性或碱性水膜酸性较强正极电极反应O2+2H2O+4e-==4OH-2H++2e-==H2↑总反应2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2Fe+2H+==Fe2++H2↑其他反应Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+O2==4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈钢铁发生电化学腐蚀时,负极Fe失去电子生成Fe2+,而非Fe3+Fe(OH)2转变为Fe(OH)3的实验现象:白色沉淀迅速转变为灰绿色,最终变为红褐色【微点拨】在通常情况下,潮湿的空气中水膜酸性较弱,金属在潮湿的空气中主要发生的是吸氧腐蚀。应用体验【典例1】如图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中,再加入含有适量酚酞的NaCl溶液,一段时间后观察发生的变化。下列叙述正确的是()A.a中铁钉附近溶液呈现红色B.b中铁钉上发生还原反应C.a中铜丝上发生氧化反应D.b中铝条附近有气泡产生答案B解析依据原电池原理分析可知:电极名称a中b中负极铁钉:Fe-2e-==Fe2+(氧化反应)铝条:Al-3e-==Al3+(氧化反应)正极铜丝:O2+2H2O+4e-==4OH-(还原反应)铜丝附近溶液变红色铁钉:O2+2H2O+4e-==4OH-(还原反应)铁钉附近溶液变红色a中铁钉附近不变红色,铜丝上发生还原反应;b中铁钉上发生还原反应,铝条附近没有气泡产生。变式训练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氯化铵溶液(呈酸性),各加入生铁块,放置一段时间。下列有关描述错误的是()A.生铁块中的碳是原电池的正极B.红墨水水柱两边的液面变为左低右高C.两试管中相同的电极反应是Fe-2e-==Fe2+D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀答案B解析a为中性环境,发生吸氧腐蚀,氧气被消耗,试管中气体压强减小;b中溶液呈酸性,发生析氢腐蚀,有氢气放出,试管中气体压强增大,所以红墨水水柱两边的液面变化为左高右低,故B项错。探究二金属腐蚀的快慢与金属腐蚀的防护问题探究根据金属腐蚀的原理分析金属腐蚀的防护措施都有哪些?提示常见金属腐蚀的防护措施有改变金属内部结构(不锈钢)、覆盖防护层(电镀、油漆等)、电化学防护、电化学使金属表面“钝化”等。归纳拓展1.金属腐蚀的快慢规律(1)在同种电解质溶液中,金属腐蚀由快到慢的顺序为:电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极。(2)同一种金属在不同介质(浓度相等)中腐蚀由快到慢的顺序为:强电