2019-2020年高中化学 专题3 第一单元 应用广泛的金属材料教学设计 苏教版选修1.doc

2019-2020年高中化学 专题3 第一单元 应用广泛的金属材料教学设计 苏教版选修1第1课时金属材料的性质与应用(教师用书独具)课标要求1认识金属与合金在性能上的主要差异，知道生活中常见合金的组成。2调查或实验：易拉罐的主要成分。3查阅资料：新型合金的用途。课标解读细研课标要求，本节课主要是让学生了解金属与合金在性能上的主要差异，知道生活中常见合金的组成。更重要的是培养学生自主学习的能力。教学地位本节课在本章中的地位不高，属于“知道”和“认识”两个范畴，不过通过实验分析易拉罐的主要成分，是比较高的要求，而这个知识点是在学习了必修1中铝及其化合物的性质之后安排的，所以它没有什么难度。(教师用书独具)新课导入建议在日常生活中，我们使用或看到的物品很多是由金属材料做成的，你知道这些金属材料的化学成分吗？教学流程设计课前预习安排：1.看教材P8486填写【课前自主导学】中的“知识1、金属的性质及其应用”，并完成【思考交流1】。看教材P8688，填写【课前自主导学】中“知识2、常见合金的组成及应用”并完成【思考交流2】。2建议方式：同学之间可以进行讨论交流步骤1：1.导入新课2本课时教学地位分析步骤2：建议对【思考交流】多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究步骤3：师生互动完成探究1“金属的性质及其应用”互动方式：可利用问题导思所设置的问题，由浅入深进行师生互动。建议除例1外，再变换一下命题角度，设置一些备选例题以拓展学生的思路，可使用“教师备课资源”为您提供的备选例题步骤7：教师通过【例2】和教材P8688的讲解对探究2中的铁合金、铝合金、铜合金的组成、性质、用途进行总结步骤6：师生互动完成探究2“生活中常见的合金”，互动方式：可利用问题导思所设置的问题，由浅入深进行师生互动。建议除例2外，可使用“教师备课资源”为您提供的备选例题以拓展学生的思路步骤5：在老师指导下由学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的1、2、3题，验证学生对探究点的理解掌握情况步骤4：教师通过例1和教材P8486的讲解对探究1中的金属的通性、特性和Al及其化合物的性质进行总结步骤8：在老师指导下由学生自主完成【变式训练2】和【当堂双基达标】中的4、5题，验证学生对探究点的理解掌握情况步骤9：先由学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照【课堂小结】以明确掌握已学的内容。安排学生课下完成【课后知能检测】课标解读重点难点1.了解常见金属制品的金属成分。2.掌握应用铝的重要化学性质。3.了解合金概念与应用，常见合金的组成；了解生铁与钢。1.掌握铝的重要化学性质。(重点)2.铝的重要化学性质的验证。(重点)3.金属与合金在性能上的主要差异。(重难点)金属的性质及其应用1.金属的通性：大多数金属呈银白色，有金属光泽，具有导电性、导热性、延展性，熔、沸点较高，密度大。2金属的特性：不同的金属具有各自的特性，如铜和铝因导电性很好而被用做输电导线；铝因有良好的延展性而被制成铝箔，用于包装食品；钨有很高的熔点，可用于制作灯丝。3铝(1)铝具有一定的抗腐蚀能力，原因是表面的铝与空气中的氧气反应形成一层致密的氧化膜，阻止了铝与氧气的进一步反应，若要加厚这种氧化膜，可采用电解的方法。(2)铝遇冷的浓硝酸、浓硫酸能发生钝化，故可用铝制容器盛放上述浓酸。(3)氧化铝、铝都能与强碱溶液、酸溶液发生反应，且铝氧化膜在含食盐的水中抗腐蚀能力下降，故铝制炊具不可用来盛放酸性或碱性食品或长时间存放腌制食品。1铝是一种活泼金属，为什么可用它制作铝锅？我们在使用铝制炊具时应注意什么问题？【提示】铝是热的良导体，表面的铝和空气中的氧气反应形成一层致密的氧化膜保护膜，阻止了内部金属被进一步氧化。应注意不要破坏其氧化膜，不能盛装酸性或碱性食品，也不能长时间存放含食盐的食品。洗涤炊具时也不宜用酸性或碱性的洗涤剂。常见合金的组成及应用合金种类主要组成元素常用生活器件碳钢铁、碳刀具黄铜铜、锌门锁及家庭装修材料等青铜铜、锡青铜器白铜铜、镍餐具坚铝铝、铜、镁、锰门窗框架镁铝合金镁、铝计算机和照相机外壳武德合金铅、锡、铋、镉保险丝焊锡铅、锡焊接时使用的材料钛镍合金钛、镍高级眼镜框架2合金属于纯净物还是混合物？【提示】合金属于混合物。金属的性质及其应用【问题导思】常温下金属都有延展性吗？【提示】常温下大多数金属有延展性，但少数金属没有延展性，如汞。将1块铝片放入浓硝酸中一段时间，取出用蒸馏水冲洗后浸入CuSO4溶液中，溶液的颜色有变化吗？为什么？【提示】没有，因为铝表面被硝酸钝化，阻止铝与CuSO4的反应。1金属单质的性质及应用性质：大多数金属单质在常温下是固体。 大多数金属单质呈银白色，具有金属光泽。 大多数金属单质具有延展性，是电和热的良导体。 大多数金属单质可以与氧气、氯气等非金属单质以及酸等物质发生反应，在反应中金属原子失去电子，金属单质显还原性。2铝和氧化铝化学性质的归纳总结(1)铝是一种比较活泼的金属，能跟强酸溶液、强碱溶液和某些盐的溶液发生化学反应。反应如下：2Al6H=2Al33H22Al2OH2H2O=2AlO3H2。(2)铝在常温下与具有强氧化性的物质如空气(氧气)、浓硝酸、浓硫酸接触时，表面被氧化，生成一层致密的氧化膜，阻止了铝的氧化反应。因此，铝在常温下的空气中能稳定存在，可以用铝制容器盛装浓硝酸或浓硫酸。(3)氧化铝具有两性，较易溶于酸或碱溶液。反应如下：Al2O36H=2Al33H2OAl2O32OH=2AlOH2O虽然铝既能与酸反应，也能与碱反应，但铝不是两性元素，它属于金属元素。下列关于金属的性质及其应用的说法错误的是()A常用来制作灯丝的金属是钨B铝是一种活泼的金属，因此不适宜用来制锅C将用砂布擦过的铝条放入CuSO4溶液中，铝条表面附着一层红色物质D铝与盐酸或NaOH溶液的反应都属于氧化还原反应【解析】钨有很高的熔点，可用来制作钨丝，A项正确；铝虽然是活泼金属，但铝有一定的抗腐蚀能力，可以用来制作铝锅，B项错误；Al置换出的Cu附着在铝表面，C项正确；铝与盐酸或NaOH溶液反应都有化合价的变化，都是氧化还原反应，D项正确。【答案】B两份等质量的铝分别与足量盐酸和NaOH溶液反应，产生的H2的物质的量一样多。1下列说法中，正确的是()A铁是人类在生产、生活中最早使用的金属B金、银、铜是应用最广泛的金属材料C钛被誉为“21世纪的金属”，应用前景很广阔D铜是导电性、导热性最好的有色金属【解析】人类在生产、生活中最早使用的金属是铜而不是铁；应用最广泛的金属材料应是铁、铝以及它们的合金，而不是金、银、铜；金属钛性能优良，蕴藏量大，应用前景广阔，被誉为是“21世纪的金属”；银的导电性、导热性是金属中最好的，铜的导电性、导热性仅次于银。【答案】C生活中常见的合金【问题导思】镁铝合金的熔点与铝的熔点相比哪个高？【提示】一般来说，合金的熔点低于其组成的各成分单质金属的熔点，所以镁铝合金的熔点低于铝的熔点。铺设火车铁轨的金属材料是生铁还是钢，为什么？【提示】是钢，因生铁脆，不适宜用作铁轨。1.合金概念：由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。2几种重要合金(1)铁合金根据含碳量的不同，将铁的合金分为生铁和钢。生铁钢含碳量2%4%0.3%2%硅、锰含量较多较少硫、磷含量少量几乎不含性质硬而脆硬度大，有韧性、有弹性加工可铸不可锻可铸、可锻分类炼钢生铁铸造生铁球墨铸铁碳素钢合金钢用途制造机座、管道等制造机械和交通工具等(2)铝合金和铜合金合金名称组成主要性质主要用途铝合金硬铝含铜4%、镁0.5%、锰0.5%、硅0.7%强度和硬度都比纯铝大建筑用门窗、火箭、飞机、轮船等制造业镁铝合金含有10%36%的镁强度和硬度都比纯铝和纯镁大火箭、飞机、轮船等制造业铜合金黄铜(CuZn)含锌20%36%，常加入少量锡、铅、铝有良好的强度和可塑性、易加工、耐腐蚀机器零件、仪表和日用品青铜(CuZn)含锡10%30%有良好的强度和可塑性、耐磨、耐腐蚀机器零件如轴承、齿轮等下列有关合金的说法，正确的是()A组成合金的元素必须是两种或两种以上的金属B铝热剂是铝合金C镁铝合金常用来制作建筑用门窗D合金也具有金属的特征【解析】合金是两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，所以A项说法错误，D项正确。铝热剂是铝粉与某些金属氧化物的混合物，如铝和二氧化锰、铝和氧化铁等，不属于合金，所以B项错误；硬铝常用来制作建筑用门窗，故C项错误。【答案】D2合金有许多特点，如NaK合金为液体，而Na和K的单质均为固体。试推测：生铁、纯铁、碳三种物质中，熔点最低的是()A纯铁B生铁C碳 D无法确定 【解析】一般来说，合金的性能在许多方面优于各成分金属(或非金属)。例如，合金的硬度一般比它的各成分金属的大，多数合金的熔点一般也比它的各成分金属的低(这一点也可以从题干中Na和K的合金的熔点的规律中总结出来)。生铁是铁碳合金，其熔点要低于纯铁和碳。【答案】B【教师备课资源】甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比(相同状况下)为甲乙12，则所加铝粉质量为()A5.4 gB3.6 gC2.7 g D1.8 g【解析】其反应原理为：2Al6HCl=2AlCl33H2,2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。可见，当铝粉不足时，产生的H2体积比是11；当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是13，而题中要求气体体积比甲乙12，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。2Al6HCl=2AlCl33H2 6 mol3 mol3 molL10.1 L0.15 mol则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol20.3 mol。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2227 g3 mol54 g 0.3 mol即投入的铝粉为5.4 g。【答案】A有关合金的性质叙述不正确的是()A合金的熔点比它的各成分的熔点低B合金一定是金属熔合而成的C合金的硬度和强度一般比纯金属高D硬铝、黄铜、钢均为合金【解析】合金是两种或多种金属(或金属和非金属)熔合制成的具有金属特性的物质，故B项错误。【答案】B金属的性质及其应用金属的特性金属的通性铝及其化合物的性质和应用合金的组成及应用铁合金铝合金铜合金钛合金1(xx常州高二质检)利用新技术能将不锈钢加工成柔软的金属丝，它和棉纤维一起编织成防辐射的服装，这是利用了金属的()A耐腐蚀性B还原性C热传导性 D延展性【解析】金属具有良好的延展性。物体在外力作用下能延伸成细丝而不断裂的性质叫延性；在外力(锤击或滚轧)作用下能碾成薄片而不破裂的性质叫展性。【答案】D2下列说法中正确的是()A铝和金都不活泼，所以铝、金制品都能在空气中抗腐蚀B铝能跟氢氧化钠溶液反应，钠不能跟氢氧化钠溶液反应C在常温下，铝、铁和铜都不能跟浓硫酸发生化学反应D铜和铝由于导电性很好而被用作输电的导线【解析】铝的耐腐蚀是因为在表面生成了保护膜。钠易跟氢氧化钠溶液里的水发生化学反应。铝、铁在冷的浓硫酸中钝化是铝、铁跟浓硫酸发生化学反应的结果。【答案】D3下列离子方程式错误的是()AAl与CuSO4溶液反应2Al3Cu2=2Al33CuBAl片浸入CH3COOH溶液中2Al6H=2Al33H2CAl与NaOH溶液反应2Al2OH2H2O=2AlO3H2DAl2O3与NaOH溶液反应Al2O32OH=2AlOH2O【解析】CH3COOH是弱酸，写离子方程式时不能拆开。【答案】B4下列物质不属于合金的是()A生铁 B钢C黄铜 D铁红【解析】Fe2O3俗称铁红。【答案】D5将下面的合金和他们对应的用途，用线连接起来。合金用途武德合金 a餐具钛合金 b切削金属的刀具钨钢 c头盖骨的修复白铜 d保险丝【答案】dcba1下列性质不属于金属通性的是()A延展性B导电性C导热性 D硬度大【答案】D2下列关于金属元素特征的叙述正确的是()A金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性B金属元素在化合物中一定显正价C金属元素在不同化合物中的化合价均不同D金属单质在常温下均是固体【解析】金属元素原子只能失电子，不能得电子，所以在化合物中只能显正价，处在中间价态的金属离子既有氧化性，也有还原性，如Fe2；在不同的化合物中，金属元素的化合价可能相同，金属汞常温下是液体。【答案】B3将表面已完全钝化的铝条插入下列溶液中，不会发生反应的是()A稀硝酸B稀盐酸C硝酸铜 D氢氧化钠【解析】A项会发生反应：Al2O36HNO3=2Al(NO3)33H2O；B项会发生反应：Al2O36HCl=2AlCl33H2O；C项与氧化膜不会发生反应；D项会发生反应：2NaOHAl2O3=2NaAlO2H2O。【答案】C4铝硅合金(含Si 13.5%)在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。有下列三种晶体：铝；硅；铝硅合金，它们的熔点从低到高的顺序是()A BC D【解析】合金的熔点低于各成分的熔点，晶体硅的结构类似于金刚石的结构，熔点比铝高。【答案】D5除去镁粉中的少量的铝，可选用的溶液是()A盐酸 B硝酸 C氨水 DKOH溶液【解析】根据物质的性质选择试剂，Mg不与强碱反应，而Al可以溶于强碱。加入KOH溶液后过滤，即可除去Al。【答案】D6一种新兴的金属由于其熔点高、密度小、可塑性好、耐腐蚀性强，它和它的合金被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备的制造中，这种金属是()A铜 B钢C钛 D镁【解析】钛合金密度小，强度大，是制造火箭、导弹、航天飞机的金属材料。【答案】C7用于飞机制造业的重要材料是()AMg、Al合金 BCu、Sn合金CAl、Si合金 D不锈钢【解析】飞机制造业所用的材料强度越高、密度越小越好。【答案】A8现代建筑门窗常用古铜色的硬铝制造，取硬铝样品进行如下实验(每一步所加试剂都是过量的)：样品由此可以推知，下列各组可能是硬铝组成的是 ()AAl、Cu、Mg、Si BAl、Mg、Si、ZnCAl、Fe、C、Cu DAl、Si、Zn、Na【解析】根据选项所列出的物质及实验过程可知，不溶于盐酸和NaOH的物质为Cu或C，不溶于HCl溶液的物质与NaOH溶液反应生成气体的一定是Si，因此硬铝中含有的成分中一定有Si、Cu或Si、C，又知该硬铝显古铜色，所以A项符合。【答案】A9所谓合金必须是()通过熔合而成；由两种或两种以上金属或金属与非金属组成；耐腐蚀；耐高温；具有金属的特性；铸造性能良好A BC D【解析】合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。合金一般由各组分熔合成均匀的液体，再经冷凝制得。合金的基本元素是金属，故具有金属的特征。不同的合金其性能不相同，用途也不一样。【答案】C10有关合金的性质叙述不正确的是()A合金的熔点比它的各成分金属的熔点低B合金一定是金属熔合而成的C合金的硬度和强度一般比组成该合金成分金属高D硬铝、黄铜、钢均为合金【解析】合金是由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。合金一般硬度和强度比成分金属高，熔点比成分金属低。【答案】B11铝因其优良的性质决定了它具有重要的用途：制铝箔；制易拉罐；制电线电缆；制牙膏皮；用明矾净水；制炊具；用明矾和小苏打作食物膨化剂；用氢氧化铝制成药片治胃病；制防锈油漆。根据上述铝的用途，回答下列问题：(1)由铝的良好延展性决定的用途是_。(2)由铝的良好导电性和导热性决定的用途是_。(3)由铝及其化合物的化学性质决定的用途是_。 (4)铝在人体内积累可使人慢性中毒，现在将铝“确定为食品污染源之一”而加以控制。铝在上述的用途中需加以控制的是_。(5)胃溃疡(胃壁溃烂或穿孔)病人的胃酸过多，医生给其服用氢氧化铝乳胶，而不服用碳酸氢钠，其原因是_。【答案】(1)(2)(3)(4)(5)碳酸氢钠与胃液中的盐酸反应生成二氧化碳气体，会加速胃壁穿孔12钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注，常温下钛不和非金属、强酸反应，红热时，却可与常见非金属单质反应，钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛矿石之一金红石(TiO2)是目前大规模生产钛的主要原料，其方法是：第一步：将金红石、炭粉混合，在高温条件下通入Cl2得到TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为_。该反应的还原剂是_。第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。(1)写出此反应的化学方程式：_。(2)如何由上述所得产物中获取金属钛？简述步骤并写出有关反应的化学方程式。 实验步骤：_。 化学方程式：_。【解析】由题意可知可燃性气体为CO，可得方程式TiO22C2Cl2TiCl42CO，该反应中氧化剂为Cl2，还原剂为C。(1)由题给信息可直接写出。(2)利用钛不与强酸反应，故可知用过量盐酸除去过量的镁而分离出钛。【答案】第一步：TiO22C2Cl2TiCl42COC第二步：(1)TiCl42MgTi2MgCl2(2)加入足量的盐酸，除去过量金属镁，过滤，并用蒸馏水洗涤固体即得金属钛Mg2HCl=MgCl2H213某研究性学习小组选用一种硬铝合金(主要含铝，其次是镁、硅、铜)进行实验探究。向1.500 g样品中加入足量盐酸，待反应完毕后，收集到气体1 736 mL(标准状况下)。将反应混合物过滤，向滤液中加入过量NaOH溶液，充分反应后再过滤；向滤液中通入足量CO2，滤出沉淀。将沉淀加热蒸干、灼烧，得白色固体2.550 g。请计算这种硬铝合金中含镁的质量分数。【解析】根据题意分析先计算放出H2的总量。由Al2O3的质量可计算出Al的物质的量，从而算出Al与盐酸反应生成H2的量。再由放出H2的总量计算出Mg与盐酸反应放出H2的量，最后算出Mg的量，即可求出镁的质量分数。【答案】nH2(Mg、Al)1.736 L22.4 Lmol10.077 5 molnH2(Al)(2.550 g102 gmol1)30075 0 molnH2(Mg)0.077 5 mol0.075 0 mol0002 50 molw(Mg)(0.002 5 mol24 gmol1)1.500 g0044%第2课时金属的腐蚀与防护(教师用书独具)课标要求1描述金属腐蚀的化学原理，知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。2讨论：金属的防护。课标解读怎样解读课标要求“1”呢，结合教材，会发现这里的“描述金属腐蚀的化学原理，知道金属防护的常用方法”。仅是概念性了解，不要求学生能用化学反应原理中有关吸氧腐蚀、析氢腐蚀的原理解释钢铁腐蚀现象。对金属的防护也仅仅“认识”就行。教学地位本课时在本章中的地位较低，除从课标要求可以看出外，还与高中化学课的安排顺序有关，化学与生活一般是文科学生学习，而文科的学生没有学化学反应原理中电化学部分，这就局限了本节知识的扩展，只能是“描述”和“认识”。(教师用书独具)新课导入建议农民上一年用过的锄头，第二年取出准备再用时发现锄头生锈了，那么锄头怎么会生锈呢？教学流程设计课前预习安排：1.看教材P8889，填写【课前自主导学】中的“知识1、金属的腐蚀”，并完成【思考交流1】。看教材P8991，填写【课前自主导学】中的“知识2、金属的防护”，并完成【思考交流2】。2建议方式：同学之间可以进行讨论交流步骤1：1.导入新课2本课时教学地位分析步骤2：建议对【思考交流】多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究步骤3：师生互动完成探究1“金属的腐蚀”。互动方式：可利用问题导思所设置的问题，由浅入深进行师生互动。建议除例1外，再变换一下命题角度，设置一些备选例题以拓展学生的思路，可使用“教师备课资源”为您提供的备选例题步骤7：教师通过例2和教材P8991的讲解对探究2中的金属的防护常用法牺牲阳极的阴极保护法，烤蓝、电镀等进行总结步骤6：师生互动完成探究2“金属防护的常用方法”互动方式：可利用问题导思所设置的问题，由浅入深进行师生互动。建议除例2外，可使用“教师备课资源”为您提供的备课资料拓展学生的思路步骤5：在老师指导下由学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标中】的1、2、3题，验证学生对探究点的理解掌握情况步骤4：教师通过例1和教材P8889的讲解对探究1中的金属腐蚀的类型进行总结步骤8：在老师指导下由学生自主完成【变式训练2】和【当堂双基达标】中的4、5题验证学生对探究点的理解掌握情况步骤9：先由学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照课堂小结以明确掌握已学的内容。安排学生课下完成【课后知能检测】课标解读重点难点1.了解生活中金属的腐蚀情况及危害，认识防止金属腐蚀的重要性。2掌握金属腐蚀的原理。3了解与掌握金属腐蚀的防护措施、常用方法及原理。1.电化学腐蚀的原因。(难点)2防止金属腐蚀的常用方法。(重难点)金属的腐蚀原理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。金属腐蚀的本质是金属原子失电子变成金属阳离子的过程。分类化学腐蚀指金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀电化学腐蚀指不纯的金属跟电解质溶液接触时发生原电池反应金属腐蚀的化学通式：Mne=Mn1钢铁在潮湿的空气中发生的主要是化学腐蚀，还是电化学腐蚀？【提示】电化学腐蚀。金属的防护1.金属腐蚀的防护方法：金属防护的方法大致有三类，分别为表面保护法、电化学保护法、改变内部结构保护法。2常见金属防护法电镀在金属表面镀上一层有保护能力的金属。牺牲阳极的阴极保护在被保护的金属器件上附着一种更易失去电子的金属或合金的方法。烤蓝通过发蓝液处理，使铁器表面氧化生成一层致密的四氧化三铁薄膜。2为什么自行车镀锌辐条的镀层部分损坏后，镀层内的钢条腐蚀速度仍然十分缓慢？【提示】因为锌比铁活泼，更易失去电子，这样铁就不再因失电子而被腐蚀。金属的腐蚀【问题导思】为什么银首饰长时间配戴会发暗，失去光泽？【提示】当空气中含有微量硫化物时，硫化物会与银反应，表面会生成硫化银薄层，逐渐失去光泽。化学腐蚀和电化学腐蚀对金属来说有什么相同之处？【提示】都是金属失去电子变成金属阳离子。1金属腐蚀的广泛性 除金、铂外，大多数金属都会发生腐蚀。如铁器生锈变为Fe2O3xH2O；铜在潮湿的空气中也会慢慢形成一层绿色的铜锈俗称“铜绿”Cu2(OH)2CO3；银首饰表面会生成硫化银薄层。2金属铁的锈蚀铁器件不仅容易发生化学腐蚀，在潮湿的空气中还能发生电化学腐蚀(绝大多数金属腐蚀属于电化学腐蚀)。在潮湿的空气里，铁器件表面吸附了一层水膜。水膜中溶解有氧和少量盐类等，形成一薄层电解质溶液，与铁器件中的铁和碳构成了许多微小的原电池，发生原电池反应，从而加快了铁器件腐蚀的速率。3金属电化学腐蚀与化学腐蚀的比较分类化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟接触的物质直接反应不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象不产生电流有微弱的电流产生反应金属被氧化较活泼的金属被氧化相互关系化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生绝大多数金属腐蚀属电化学腐蚀。下列关于金属腐蚀的说法错误的是()A钢铁器件在酸雾中被侵蚀属于化学腐蚀B盐酸可以清洗掉铁表面的铁锈C钢铁在潮湿空气中可形成许多微小原电池D金属腐蚀仅危害金属本身，不会引起污染【解析】在酸雾中，Fe与酸直接发生化学反应，因此这种腐蚀属于化学腐蚀，A项正确；盐酸与铁锈反应生成易溶于水的物质，B项正确；钢铁在潮湿空气中发生电化学腐蚀，铁、碳、电解质溶液构成原电池，C项正确；重金属被腐蚀后，重金属离子就会进入水体、土壤中，引起重金属污染，D项错误。【答案】D形成电化学腐蚀的要素有三：金属、金属中的其他元素、电解质溶液。1化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点是()A金属与氧化剂直接反应B金属原子失电子被氧化的过程C无电流D有电流【解析】不管是化学腐蚀还是电化学腐蚀，反应的实质都是金属原子失电子被氧化的过程，区别是化学腐蚀无电流，而电化学腐蚀产生电流。故选B。【答案】B金属防护的常用方法【问题导思】在船体外壳镶嵌锌块保护船体，这是什么金属保护法？【提示】牺牲阳极的阴极保护法铁制品烤蓝过程，铁被氧化还是被还原？【提示】由FeFe3O4，铁的化合价升高，铁被氧化。1牺牲阳极的阴极保护法：在被保护的金属器件上镶嵌上一种更易失去电子的金属或合金的方法。2形成保护层(1)金属的氧化处理烤蓝将钢铁制品加到NaOH、NaNO2、NaNO3的混合溶液中，加热处理，其表面即可形成一层蓝黑色氧化膜(主要成分为Fe3O4)，以达到防止钢铁腐蚀的目的。(2)非金属涂层用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层，称为非金属涂层，也可达到防腐蚀的目的。(3)金属保护层将一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上形成保护层，以防止金属腐蚀的方法。(xx海南高考)下列叙述错误的是()A生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱B用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈C在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液D铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀【解析】A、B选项，都是原电池原理，更易腐蚀；D是牺牲阳极的阴极保护法。【答案】C 2为使埋在地下的铜管不易生锈，有人设计以下措施，其中正确的是()用导线与铅相连用导线与锌相连用导线与碳相连铜管直接与电源负极相连，正极接地铜管直接与电源正极相连，负极接地ABC D【解析】形成PbCu原电池，Pb比Cu活泼，Pb被腐蚀，电子流向Cu，Cu被保护。形成ZnCu原电池，Zn比Cu活泼，Zn被腐蚀，Cu被保护。形成CuC原电池，加快Cu的腐蚀。负极流出电子，Cu上富余电子而被保护。强制Cu失去电子，加速Cu管的腐蚀。【答案】D【教师备课资源】与金属腐蚀有关的电化学理论(1)原电池的构成条件 电极材料：两种活动性不同的金属或金属和其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)。两电极必须浸在电解质溶液中，两电极之间要用导线连接，形成闭合回路。氧化还原反应自发进行。(2)化学腐蚀和电化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与物质直接接触(不与电解质溶液接触)不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生(不发生原电池反应)有电流产生(发生原电池反应)本质发生氧化还原反应，金属被腐蚀氧化反应和还原反应分别在两个电极进行，较活泼的金属被腐蚀相互关系两种腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍(3)析氢腐蚀和吸氧腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性电解质溶液溶有CO2的水溶液溶有O2的水溶液负极Fe负极反应Fe2e=Fe2正极C正极反应2H2e=H2O24e2H2O=4OH发生情况相对较少，腐蚀速率较快非常普遍，腐蚀速率较快最终腐蚀产物铁锈普遍性吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍取6根铁钉、6支干净的试管及其他材料，如图所示： 试管放入一根铁钉，再注入蒸馏水，使铁钉和空气及水接触；试管的试管底放入硅胶(是一种干燥剂)、再放入铁钉，用棉花团堵住试管口，使铁钉和干燥空气接触；试管先放入一根铁钉，趁热倒入煮沸的蒸馏水(赶出原先溶解在蒸馏水中的氧气)浸没铁钉，再加上一层植物油，使铁钉不能跟空气接触；试管中放入铁钉注入食盐水，使铁钉和空气及食盐水接触；试管中放入相连的铁钉和锌片，注入自来水，浸没铁钉和锌片；试管中放入相应的铁钉和铜丝，注入自来水浸没铁钉和铜丝。 把6支试管放在试管架上，几天后观察铁钉被腐蚀的情况。其中_试管内的铁钉未被腐蚀。从铁钉被腐蚀的情况可知引起和促进铁钉腐蚀的条件是_。【解析】此题实际是利用原电池形成的条件及原理解释金属腐蚀速率的问题。由于两个试管不具备构成原电池的条件，不能发生电化学腐蚀，所以暂未被腐蚀。而试管尽管具备构成原电池的条件，但锌比铁活泼，在原电池中锌作负极，所以铁也暂时未被腐蚀，引起和促进铁钉被腐蚀的条件是水、氧气、电解质溶液和不活泼金属杂质的存在。【答案】水、氧气、电解质溶液、不活泼金属杂质的存在金属的腐蚀与防护腐蚀种类化学腐蚀电化学腐蚀常用防护方法牺牲阳极的阴极保护法烤蓝电镀涂油漆1以下现象与电化学腐蚀无关的是()A黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C铁质器件附有铜质配件，在接触处易生锈D银质奖牌久置后表面变暗【解析】银质奖牌久置后表面变暗，是因为在空气中发生化学腐蚀造成的。【答案】D2下列关于金属腐蚀的叙述错误的是()A金属在潮湿的中性空气中腐蚀的实质是：MnH2O=M(OH)nH2B金属的化学腐蚀的实质是Mne=Mn，电子直接转移给氧化剂C在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀所需的氧化剂主要是溶解在水中的氧气D金属的腐蚀主要发生电化学腐蚀【解析】金属在潮湿空气中腐蚀的实质是发生原电池反应，金属被氧气氧化，生成对应的金属氢氧化物但不放出H2。【答案】A3相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是()【解析】防止被腐蚀，应该阻断形成原电池的条件。A项能形成FeCu原电池；B项发生吸氧腐蚀；D项形成FeCu原电池；而C项中铁被铜镀层保护，不易被腐蚀。【答案】C4下列有关金属防护的说法正确的是()A烤蓝过的刀具再也不会生锈B当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀【解析】长期使用，刀具上的烤蓝层被破坏，刀具仍然会生锈，A项错误；当镀层破损时，SnFe可形成原电池，不再起到保护作用，B错；与Zn块形成原电池，Zn作负极(阳极)，从而保护Fe正极(阴极)，所以C正确；外加电流保护法应该与直流电源的负极相连，故D错。【答案】C5据报道，全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达7 000亿美元，我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值的4%。(1)请你根据不同原理，提出防止钢铁锈蚀的两条合理措施：_；_。(2)请写出用稀硫酸除去铁锈的化学反应方程式：_。【解析】(1)通过在钢铁表面加防护层(刷防锈油漆、表面镀金属)，或在钢铁上连有更活泼的金属(如Zn)或制成不锈钢等可防止钢铁的锈蚀。(2)铁锈的主要成分是Fe2O3，与H2SO4反应的化学方程式为Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O。【答案】(1)进行表面防护处理(涂油、刷漆、表面镀金属等)改变金属内部结构(制成不锈钢)(2)Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O1金属的腐蚀包括两类电化学腐蚀和化学腐蚀。下列腐蚀属于电化学腐蚀的是()A钢铁与氯气接触生成氯化铁B钢铁与河水接触生锈C石灰石被酸雨腐蚀D铜受热生成黑色氧化铜【解析】石灰石被酸雨腐蚀不属于金属的腐蚀，C项首先被排除。A、D两项是金属与氧化剂直接接触而发生的腐蚀，是化学腐蚀，也被排除。钢铁与河水接触生锈发生的是吸氧腐蚀。【答案】B2下列说法正确的是()A钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀B原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀C在我国每年钢铁因腐蚀而报废的数量占钢铁当年产量的40%左右D无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化【解析】金属的腐蚀就是金属失电子而被氧化的过程。因此D是正确的。在我国，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25%30%，C项错误。原电池反应既可以加快金属的腐蚀，也可用以防止金属的腐蚀。例如不锈钢、镀锌铁等中的Fe均不易腐蚀，所以A、B是不正确的。【答案】D3根据钢铁电化学腐蚀原理，判断下列说法错误的是()A铁在发生原电池反应时，化合价由2价转化为3价BO2被还原C在锈蚀过程有Fe2O3xH2O生成D在腐蚀过程中铁本身也是导线【解析】铁在发生原电池反应时，Fe转化为Fe2。【答案】A4下列金属制品的镀层破坏后，金属腐蚀速率最快的是()A镀铝塑料B食品罐头盒(镀锡)C白铁(镀锌)水桶D镀银铜质奖章【解析】关键是看镀层损坏后，暴露出的金属和镀层能否形成原电池，因发生原电池反应而形成原电池时金属是否是负极。A项，塑料不被腐蚀。B项，Fe为原电池负极，加速Fe的腐蚀。C项，Zn为原电池负极，Fe被保护。D项，Cu为原电池负极，加速了Cu的腐蚀。但由于Fe比Cu更易失电子，所以腐蚀最快的为B选项中的铁。【答案】B5为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外兴趣活动小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是()A实验结束时，装置左侧的液面一定会下降B实验结束时，装置左侧的液面比装置的低C实验结束时，装置中的铁钉腐蚀最严重D实验结束时， 装置中的铁钉几乎没有被腐蚀【解析】先分析U形管中溶液的性质，再结合连接铁钉的金属丝的性质分析可能发生的腐蚀类型。这是一道将原电池原理应用于判断金属腐蚀快慢的题。装置中的铁钉处于盐酸的蒸气中，发生析氢腐蚀，使左侧液面下降；装置中的铁钉同样处于盐酸的蒸气中，所不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，在这种氛围中构成的原电池会加快铁钉的腐蚀而放出更多的H2，使左侧液面下降更多；装置中虽然悬挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性、无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被腐蚀。【答案】B6(xx镇江高二质检)下列措施不是为了金属防腐的是()A铁质自来水管镀锌B汽车本身喷涂油漆C刀表面烤蓝D把普通钢冶炼为锰钢【解析】A、B、C都是为了金属防腐，D是为提高钢的耐磨性和韧性。【答案】D7下列金属防护的方法不正确的是()A对健身器材刷油漆以防锈B对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆方法来防锈C用牺牲锌块的方法来保护船身D自行车的钢圈镀上一层铬防锈【答案】B8如图液面上浮着一个空心铁球，数天后可观察到的现象是 ()铁球表面出现红棕色锈斑铁球表面出现黑色锈斑量筒内水位下降量筒内水位上升ABC D【解析】量筒中的空气、溶有O2的食盐水和铁碳合金(铁球)组成原电池，发生了吸氧腐蚀，铁球表面出现红棕色(Fe2O3nH2O)锈斑，因不断消耗O2导致量筒内气体压强小于外界大气压，量筒内水位上升。【答案】B9(xx无锡高二检测)下列关于铁制品腐蚀或保护措施的说法中不正确的是()A在如图所示环境中，铁被腐蚀速率： B军事演习期间给坦克的履带上刷上油漆以防止生锈C在海轮的外壳上常焊有锌块，且定期更新 D将不锈钢制成刀具和餐具，有的刀具还进行烤蓝处理【解析】A项中铁做原电池负极腐蚀速率加快，中铁做原电池正极被保护，腐蚀速率减慢，所以铁被腐蚀速率： ；B项军事演习期间给坦克的履带上刷上油漆，油漆会很快脱落起不到保护作用，B项错误；C项锌做负极保护海轮，正确；D项保护措施正确。【答案】B10将铁棒插入CuSO4溶液中，如图所示。请回答相关问题：(1)一段时间后，可观察到的实验现象是_，发生反应的离子方程式是_。(2)要使图中的铁棒逐渐溶解而铜不在铁棒上析出，可以设计的实验是_。(3)要使图中的铁棒上逐渐析出铜，而且铁棒不消耗，可以设计的实验是_。【解析】(2)将(1)中反应在两极上进行，设计成原电池，且另一电极的活泼性比铁差；(3)设计成原电池，铁的活泼性比另一种金属差。【答案】(1)铁棒表面有红色固体析出，溶液颜色变浅 FeCu2=Fe2Cu(2)找一种比铁不活泼的金属(如Cu)或非金属(如C)与铁棒用导线相连(或直接接触)插入该溶液中构成原电池(3)找一种比铁活泼的金属(如Al)与铁棒接触(或用导线连接)，插入溶液中构成原电池11下表列出了防止钢铁生锈的不同方法和相对费用：方法保护作用相对费用包塑料层一般便宜涂油漆一般便宜镀锡优良中等镀铬优良贵制成不锈钢优异很贵牺牲锌块优良中等假如你是设计师，正计划用钢材建造一座大桥，并研究防止钢铁生锈的方法。已知这座桥要使用许多年，而且建在风景区内，你有三个选择：涂上油漆使用镀铬的钢使用不锈钢请以小组的形式，就以下问题进行讨论，并选出代表在班上交流。(1)每种方法的优点和缺点是什么？(2)你优先选择哪种方法？理由是什么？【答案】(1)涂上油漆，优点是相对费用便宜，缺点是保护作用一般，且美观方面差。使用镀铬的钢，优点是美观好看，保护作用优良，缺点是相对费用贵。使用不锈钢，优点是美观好看，保护作用优异，但缺点是费用太贵，造价太高，不经济。(答案合理即可) (2)选用方法。理由如下：该桥建在风景区内，需美观好看，与风景能够协调。该桥使用年限较长，风景区内人多，要保证游客安全，因而大桥需坚固耐用，抗腐蚀能力强。经济上比较合算，尽管初建桥时花费较多，但桥也算是一道风景，有良好的投入才有更高的收入。(答案合理即可)12日常生产、生活用到许多金属制品，从实用美观的角度考虑选择下列合适的金属材料或保护(防腐蚀)方法，将序号填入下表相应空格中。不锈钢白铁(镀锌铁皮)铝合金镀铬铁管涂漆镶嵌锌块与直流电源负极相连(阴极保护法)用途选用材料或保护方法菜刀楼梯扶手或阳台护栏水桶航海轮船水闸吊车塔架房门窗框【解析】解答本题除理论联系实际外，还要结合日常观察，综合分析得出结论。菜刀接触潮湿机会较多，且要求机械强度大，清洁卫生等，故选不锈钢；楼梯扶手、护栏等要求安全美观，故选镀铬铁管；水桶处于潮湿环境，且摩擦碰撞较多，故选镀锌铁皮；航海轮船则采用镶嵌锌块法保护，效果良好；水闸位置固定宜采用牺牲阳极的阴极保护法；吊车塔架只求坚固防锈且经济，故涂漆保护就可以了，房门窗框从轻便美观考虑，可选用铝合金材料。【答案】13(xx衡水高二质检)某研究小组对铁生锈进行研究。(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是_。由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于_，正极电极反应式为_。实验B所用的水要经过_处理；植物油的作用是_。实验C中碱石灰的作用是_。(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是_，该实验_(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。【解析】铁内部一般含有碳，是铁发生电化学腐蚀时的两个电极，如果再有电解质溶液和氧气即可发生腐蚀；A中的铁钉发生的是吸氧腐蚀，所以电极上反应的物质是氧气得到电子；水中往往溶有一定量的氧气，所以做实验前要先将水煮沸。【答案】(1)有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)吸氧腐蚀O24e2H2O=4OH煮沸(或“除去氧气”)隔绝空气(或“防止氧气与铁接触”)吸收水蒸气(或“干燥”、“保持试管内干燥环境”)(2)铁的腐蚀要吸收O2，使气体体积减小不能