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2024_2025学年新教材高中化学第1章化学反应与能量转化第4节基次时7金属的腐蚀与防护学案鲁科版选择性必修1.docVIP

2024_2025学年新教材高中化学第1章化学反应与能量转化第4节基次时7金属的腐蚀与防护学案鲁科版选择性必修1.doc

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8-

金属的腐蚀与防护

学习任务

1.通过探讨钢铁腐蚀的现象,相识金属腐蚀的本质,能用电化学腐蚀的原理说明金属腐蚀的现象。培育科学看法与社会责任的化学核心素养。

2.通过探讨日常生活中金属腐蚀的危害,能选择并设计防腐措施。培育科学探究与创新意识的化学核心素养。

一、金属电化学腐蚀的原理

1.金属腐蚀的定义和分类

2.化学腐蚀和电化学腐蚀

金属腐蚀

化学腐蚀

电化学腐蚀

定义

金属与接触到的物质干脆反应

不纯的金属在潮湿的空气或电解质溶液中形成原电池,发生氧化还原反应

现象

金属被腐蚀

较活泼金属被腐蚀

区分

无电流产生

有微弱电流产生

实质与

联系

①实质:都是金属原子失去电子被氧化而损耗;

②化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生,但电化学腐蚀更普遍

3.钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀:

分类

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

图形描述

形成条件

水膜酸性较强

水膜酸性较弱

电极

反应

负极

Fe-2e-===Fe2+

正极

2H++2e-===H2↑

O2+2H2O+4e-===4OH-

总反应

Fe+2H+===Fe2++H2↑

2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2

4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3

2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O

腐蚀速度

一般较快

一般较慢

相互关系

析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生,金属的腐蚀以吸氧腐蚀为主,吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍

(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)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-。 ()

(2)发生吸氧腐蚀时正极放出O2,发生析氢腐蚀时正极放出H2。 ()

(3)纯铁在稀硫酸中发生析氢腐蚀。 ()

(4)现实生活中电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍。 ()

[答案](1)√(2)×(3)×(4)√

二、金属腐蚀的防护

1.在金属表面覆盖爱惜层

(1)涂油漆等。

(2)镀抗腐蚀金属,如电镀等。

(3)镀膜,如烤蓝等。

2.变更金属内部组成、结构等,如制成不锈钢。

3.电化学防护

(1)牺牲阳极爱惜法。

利用原电池原理,在被爱惜的金属上连接更活泼的金属,使被爱惜金属成为正极。

(2)阴极电爱惜法也叫外加电流阴极爱惜法。

利用电解池原理,使被爱惜的金属连接电源的负极成为阴极。

(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)某些合金也具有防腐蚀的功能。 ()

(2)金属作为原电池的负极或电解池的阴极时均被爱惜。 ()

[答案](1)√(2)×

三、电化学腐蚀原理的应用

1.铁腐蚀原理的应用

(1)测定空气中氧气的含量;

(2)食品包装袋中以铁粉为主要成分的双吸剂,延长食物的保质期;

(3)制成一次性保暖贴,运用后其主要成分为炭粉、氯化钠固体、三氧化二铁固体以及含镁、铝的盐。

2.微电解技术处理工业废水

―→电极产物活性强eq\o(――→,\s\up9(与废水成分))发生氧化还原反应去除污染

某保暖贴主要成分有铁粉、蛭石、活性炭、无机盐、水等。回答下列问题:

(1)保暖贴在发热过程中,其主要成分分别起什么作用?

_____________________________________________________________

(2)为什么保暖贴能较许久而又稳定地供应热量?

_____________________________________________________________

(3)保暖贴运用的是双层包装。外层由不透气的明胶层制成,内层由微孔透气膜制成。为什么要这样设计?

_____________________________________________________________

(4)为什么保暖贴运用后会变得较硬?

_____________________________________________________________

[答案](1)铁与氧气的反应是一个放热反应,这个反应在自然条件下进行得很慢,但当它以原电池反应原理的形式发生时则会变得很快,并放出大量的热。在保暖贴的内袋中,当空气中的氧气通过微孔透气膜进入后,活性炭成为正极材料,食盐溶于水成为离子导体,氧气与铁粉通过多数个微小的电池发生反应且进行得很快,反应放出的热量很快就将发热袋加热。矿物材料蛭石做保温材料。

(2)为了使温度能够保持一段时间,保暖贴运用了矿物材料蛭石做保温材料,其放热的时间和温度可以通过透气膜的透氧速率进行限制。

(3)在保暖贴的内袋中,当空气中的氧气通过微孔透气膜进入后,才起先反应,起先保存时不打开不透气的明胶层,就不会反应,这样可以保存很长时间。

(4)运用后,保暖贴内袋中的物质变为深褐色固体,其主要成

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