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第 3 课时 金属的腐蚀与防护第 3节 化学能转化为电能电池学习目标学习目标1认识金属腐蚀的危害，并能解释金属发生电化认识金属腐蚀的危害，并能解释金属发生电化学腐蚀的原因，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的学腐蚀的原因，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。电极反应式和总反应式。2.熟知金属腐蚀的防护方法。熟知金属腐蚀的防护方法。学习重、难点学习重、难点电化学腐蚀的原理电化学腐蚀的原理铅蓄电池铅蓄电池负极材料：负极材料：正极材料：正极材料：电解质：电解质：PbPbO2H2SO4电池反应方程式：电池反应方程式：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O温故知新温故知新氢氧燃料电池氢氧燃料电池电池反应为：电池反应为：在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：2H2+O2=2H2O负极负极：2H24OH4e=4H2O正极正极：O24e2H2O=4OH负极：负极：2H24e=4H正极：正极：O24e4H=2H2O 在构成原电池时，负极的金属发生什么变化？在构成原电池时，负极的金属发生什么变化？除了构成原电池使金属发生腐蚀外，现实生活中除了构成原电池使金属发生腐蚀外，现实生活中还有什么形式也会使金属腐蚀？还有什么形式也会使金属腐蚀？交流研讨交流研讨金属阳离子金属阳离子失失e-氧化反应氧化反应化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀（常见普遍）（常见普遍）金属原子金属原子3.金属腐蚀的本质：金属腐蚀的本质：1.金属腐蚀：金属腐蚀：金属表面与周围的物质发生化学反应或因金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏，称为金属腐蚀。电化学作用而遭到破坏，称为金属腐蚀。2.金属腐蚀的类型：金属腐蚀的类型：一金属的腐蚀一金属的腐蚀铁生锈的现象随处可见。你有没有想过，为什么铁在铁生锈的现象随处可见。你有没有想过，为什么铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？为什么潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？为什么当一块铜板上有铁铆钉时，铁铆钉特别容易生锈？当一块铜板上有铁铆钉时，铁铆钉特别容易生锈？交流研讨交流研讨CuCuFeFe2+2e-OH-H2OO2Fe-2e-=Fe2+负极：负极：(Fe)正极：正极：(Cu)电解质溶液：电解质溶液：空气中的空气中的SO2 ,CO2溶于水膜中溶于水膜中O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)2电池总反应：电池总反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3后续反应：后续反应：Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）交流研讨交流研讨Fe-2e-=Fe2+负极：负极：(Fe)正极：正极：(Cu)电解质溶液：电解质溶液：空气中的空气中的SO2 ,CO2溶于水膜中溶于水膜中O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2电池总反应：电池总反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3后续反应：后续反应：Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）有人将还原的电极（正极）有人将还原的电极（正极）的电极反应写为：的电极反应写为：这两种写法反映了反应条件有什么区别？这两种写法反映了反应条件有什么区别？O2+4H+4e-=2H2O交流研讨交流研讨钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀示意图示意图钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意图示意图思考：你能写出它们的电极反应式吗？思考：你能写出它们的电极反应式吗？交流研讨交流研讨钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件水膜呈水膜呈酸性酸性水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱酸性很弱电极反应电极反应负极负极Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极正极C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-总反应总反应:Fe+2H+=Fe2+H2 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系联系化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀条件条件现象现象本质本质联系联系金属跟周围物质（气体金属跟周围物质（气体或溶液）直接接触被氧化或溶液）直接接触被氧化不纯金属或合金跟不纯金属或合金跟电解质溶液接触电解质溶液接触无电流产生无电流产生有有微弱电流微弱电流产生产生金属被氧化金属被氧化较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍(1)影响金属腐蚀的因素影响金属腐蚀的因素影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就金属本性来说，金属越活泼，越容易失去电子而被就金属本性来说，金属越活泼，越容易失去电子而被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。被腐蚀。归纳总结归纳总结(2)钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 因钢铁表面水膜酸碱性不同，钢铁发生析氢腐蚀和吸因钢铁表面水膜酸碱性不同，钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀，二者正极反应式不同，但负极反应式相同，氧腐蚀，二者正极反应式不同，但负极反应式相同，都是铁失电子被氧化。都是铁失电子被氧化。二金属的防护二金属的防护改变金属内部的组织结构，制成合金（如不锈钢）改变金属内部的组织结构，制成合金（如不锈钢）在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层 如喷油漆、涂油、电镀等如喷油漆、涂油、电镀等电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护池的阴极而受到保护1覆盖保护层覆盖保护层思考：根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金思考：根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金属腐蚀的方法？属腐蚀的方法？衣架和电线的外面包衣架和电线的外面包上一层塑料层上一层塑料层某些工具的某些工具的“机械转动部位机械转动部位”选用油脂来防锈，为什么不选用油脂来防锈，为什么不能用油漆能用油漆生活中常见的一些防护措施生活中常见的一些防护措施给链条涂上机油给链条涂上机油,给给支架烤上一层漆支架烤上一层漆,将齿将齿轮镀上一层铬并涂上轮镀上一层铬并涂上机油。机油。健身器材刷油漆以防锈健身器材刷油漆以防锈自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的层既耐腐蚀又耐磨的Cr原理原理：形成原电池反应时，让形成原电池反应时，让被保护金属被保护金属做做正极正极，不反应，不反应，起到保护作用；而起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。活泼金属反应受到腐蚀。航海船只航海船只的船底四周镶嵌锌块，就是利用牺牲阳极保护法来保的船底四周镶嵌锌块，就是利用牺牲阳极保护法来保护船体的。护船体的。2牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法航海的船只的航海的船只的船底四周镶嵌船底四周镶嵌锌块（白色），锌块（白色），就是利用就是利用牺牲牺牲阳极保护法阳极保护法。用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换锌块锌块牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法示意图示意图原理原理：将将被保护金属被保护金属与另一与另一附加电极附加电极作为电解池的两个极，作为电解池的两个极，使使被保护的金属被保护的金属作为作为阴极阴极，在外加直流电的作用下使，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。金属设备的腐蚀。3阴极电保护法阴极电保护法归纳总结归纳总结1如图如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈）若液面上升，则溶液呈 性，发性，发生生 腐蚀腐蚀,电极反应式为：负极电极反应式为：负极 ，正极正极 。（2）若液面下降，则溶液呈）若液面下降，则溶液呈 性，性，发生发生腐蚀，电极反应式为：腐蚀，电极反应式为：负极：负极：，正极：正极：。弱酸或中或碱弱酸或中或碱 吸氧吸氧Fe2e-=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH酸酸析氢析氢Fe2e-=Fe2+2H+2e-=H2 随堂训练随堂训练B 2下列与金属腐蚀有关的说法正确的下列与金属腐蚀有关的说法正确的()A图图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图图b中，开关由中，开关由M改置于改置于N时，时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小合金的腐蚀速率减小C图图c中，接通开关时中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速上放出气体的速率也增大率也增大D图图d中，中，Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化的氧化作用引起的作用引起的3.下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)防腐措施由好到坏的顺序如下：防腐措施由好到坏的顺序如下：外加电流的阴极保护法牺牲阳极保护法有一般外加电流的阴极保护法牺牲阳极保护法有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀4下列事实不能用电化学原理解释的是（下列事实不能用电化学原理解释的是（）A铝片不需要特殊的保护方法铝片不需要特殊的保护方法B炒过菜的铁锅未清洗易生锈炒过菜的铁锅未清洗易生锈C轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌D镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀A
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