高二化学4.4《金属制品的防护》课件鲁科版选修1

欢迎进入化学课堂 课题4金属制品的防护 1 探究金属腐蚀的化学原理 知道金属防腐蚀的方法 认识防止金属腐蚀的重要意义 2 理解原电池的工作原理 加深对金属化学性质的理解 3 从金属腐蚀原理到解决防腐蚀方法 培养学生分析并解决实际问题的能力 一 自行车金属部件为什么易被腐蚀1 钢铁的电化学腐蚀 以吸氧腐蚀为例 1 电极反应 负极 正极 2 电池反应 2Fe 4e 2Fe2 O2 2H2O 4e 4OH 2Fe O2 2H2O 2Fe OH 2 3 铁锈的形成 用化学方程式表示 Fe OH 2不稳定 在空气中进一步被氧化 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3氢氧化铁分解生成红色的 即铁锈的主要成分 2Fe OH 3 Fe2O3 3H2O 三氧化二铁 2 金属腐蚀的本质及分类 1 本质 金属原子 变成金属阳离子 在此过程中金属被 2 分类 化学腐蚀 金属与 直接接触而被腐蚀的过程 电化学腐蚀 金属在有 存在的情况下发生 反应发生的腐蚀 失去电子 氧化 氧化剂 电解质溶液 原电池 二 金属腐蚀的防护1 常用防护方法 表面加防护层 改变内部结构 电化学保护 2 电化学保护 1 牺牲阳极的阴极保护法 利用原电池原理 如图 将被保护的金属与比它更活泼的金属相连接 构成原电池 使 作负极 又称阳极 作正极 又称阴极 活泼金属 被保护的金属 2 外加电流的阴极保护法 将被保护的金属与外加直流电源 相连作阴极 用能导电的惰性材料与电源 相连作阳极 以防止被保护的金属被氧化 负极 正极 3 自行车金属部件的防腐蚀 1 给车架 挡泥板 车后座烤上一层漆 2 给链条涂上 给轴承涂上 3 将车把 车圈 车辐条进行 4 将车座弹簧用一层 保护 5 采用 作自行车的零部件 机油 凡士林 电镀 烤蓝 合金 三 自行车中的合金材料1 合金 1 概念 由 熔合而成的具有金属特性的物质 2 常见的合金 常用的钢铁材料是铁的合金 黄铜是铜锌合金 青铜是铜锡合金 2 自行车中合金材料的选择自行车材料选用的标准 耐腐蚀 和减震性能好 金属与其他金属或非金属 重量轻 强度高 3 几种合金材料的比较 1 吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较 水膜酸性较弱或呈中性 水膜酸性较强 2Fe 4e 2Fe2 Fe 2e Fe2 2H2O O2 4e 4OH 2H 2e H2 2Fe 2H2O O2 2Fe OH 2 Fe 2H Fe2 H2 主要 次要 都是金属原子失去电子 金属被氧化 2 牺牲阳极的阴极保护法锌 铁和电解质溶液形成原电池 锌失去电子发生氧化反应而被腐蚀 铁作阴极被保护 按照电化学的规定 发生氧化反应的一极是阳极 发生还原反应的一极是阴极 因此 用比铁活泼的金属保护铁不被腐蚀的电化学保护法叫做 牺牲阳极的阴极保护法 3 马口铁 镀锡铁 破损后 腐蚀速率加快马口铁破损后 铁 锡 电解质溶液形成原电池 铁比锡活泼 铁作原电池的负极而被腐蚀 并且比单纯铁腐蚀速率更快 金属的腐蚀原理 典例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盐酸溶液 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式是 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 思路点拨 解答本题时要注意以下两点 1 弄清生铁所处的环境 应该发生什么类型的腐蚀 2 两试管中的气体的量如何变化 压强如何变化 解析 选B a为中性环境 发生吸氧腐蚀 氧气被消耗 气体压强减小 b中酸性较强 发生析氢腐蚀 有氢气放出 气体压强增大 所以红墨水水柱两边的液面变为左高右低 故B项错 方法技巧 解答原电池题目的一般过程 1 画出原电池的示意图 2 标出电池的正负极 3 判断负极 正极上发生的反应 4 写出电极反应及电池反应 按照上述归纳 再做一做下面的练习熟悉一下解题流程吧 变式训练 如图所示 水槽中试管内有一枚铁钉 放置数天后观察 1 铁钉在逐渐生锈 则铁钉的腐蚀属于 腐蚀 2 若试管内液面上升 则原溶液是 性 发生 腐蚀 电极反应 负极 正极 3 若试管内液面下降 则原溶液呈 性 发生 腐蚀 电极反应 负极 正极 解析 由铁钉生锈所处的环境知 应该是电化学腐蚀 不会是化学腐蚀 若试管内液面上升 说明气体减少 应该是吸氧腐蚀 若试管内液面下降 说明有气体生成 应该是析氢腐蚀 答案 1 电化学 2 弱酸性或中吸氧2Fe 4e 2Fe2 O2 2H2O 4e 4OH 3 较强的酸析氢Fe 2e Fe2 2H 2e H2 金属制品的防护 典例2 下列事实不能用电化学理论解释的是 A 轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块B 镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用C 铝片不需要用特殊方法保存D 锌跟稀硫酸反应时 滴加少量硫酸铜溶液后 反应速率加快 思路点拨 解答本题时要注意以下两点 1 金属的腐蚀常见为化学腐蚀和电化学腐蚀 2 形成原电池后使化学反应速率加快 解析 选C 金属的腐蚀分两种情况 一是直接的化学腐蚀 即金属直接与其他物质反应而腐蚀 二是电化学腐蚀 即能形成原电池的化学腐蚀 A项是牺牲阳极 锌块 阴极保护法的防腐措施 B项镀锌铁中 若镀层破损后 则锌为负极 铁为正极 保护了铁 镀锡的铁镀层破损后 铁为负极被腐蚀 锡为正极被保护 D项中Zn与CuSO4溶液反应置换出Cu 形成Cu Zn原电池 使化学反应速率加快 C项是铝与氧气反应生成致密的氧化膜 与电化学无关 延伸探究 1 实验室制取氢气时采用纯锌好还是粗锌好 提示 粗锌好 粗锌在稀硫酸中形成无数细小的原电池 使反应速率加快 2 铝片为什么不需要特殊方法保存 提示 在常温下 铝被空气中的氧气氧化 在表面形成致密的氧化物薄膜 这层薄膜能阻止金属继续与氧气发生反应 警示钟 铝片不需要用特殊方法保存 这句话正确 但不能用电化学原理解释 变式备选 下列金属防护属于电化学保护的是 A 改变金属内部组成结构 可以增强金属耐腐蚀的能力B 在金属表面覆盖一层保护层C 牺牲阳极阴极保护法D 涂油漆 解析 选C 牺牲阳极阴极保护法属于电化学保护法 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全