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

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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？

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(2)为什么保暖贴能较许久而又稳定地供应热量？

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(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？

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(4)为什么保暖贴运用后会变得较硬？

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[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