13化学能转化为电能电池第2课时金属的腐蚀与防护44页

第2课时第1章化学反应与能量转化金属的腐蚀与防护第1章化学反应与能量转化1.理解金属腐蚀的电化学原理。2.了解金属腐蚀的危害。3.掌握金属防护的原则及主要方法。第1章化学反应与能量转化金属的腐蚀1．金属腐蚀的定义和分类栏目导引第1章化学反应与能量转化2．化学腐蚀和电化学腐蚀金属腐蚀定义现象化学腐蚀电化学腐蚀金属与接触到的不纯的金属在潮湿的空气或电物质直接反应金属被腐蚀5_______反应解质溶液中发生□较活泼金属被腐蚀栏目导引第1章化学反应与能量转化金属腐蚀区别化学腐蚀电化学腐蚀6________电流产生□7________微弱电流产生□8________而损(1)实质：都是金属原子失去电子被□实质与耗；联系9_____(2)化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但□更普遍栏目导引第1章化学反应与能量转化3.钢铁的电化学腐蚀类别条件正极反应负极反应吸氧腐蚀10________________□析氢腐蚀11________________□12________________□13________________□14__________________□栏目导引第1章化学反应与能量转化自我校对：1电化学作用□2氧化□3析氢□4吸氧□5原电池□6无□7有□8氧化□9电化学腐蚀□10水膜酸性不强□11水膜酸度较高□12O2＋2H2O＋4e===4OH□132H＋2e===H2↑□14Fe－2e===Fe□－－＋－－2＋栏目导引第1章化学反应与能量转化1．判断正误(1)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe－3e===Fe。()(2)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更易生锈。()(3)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。()－3＋ 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 ：(1)×(2)√(3)×栏目导引第1章化学反应与能量转化2．下列关于金属腐蚀的说法正确的是()A．金属在潮湿空气中腐蚀的实质是M＋nH2O===M(OH)n＋nH2↑2B．金属化学腐蚀的实质是M－ne===M，电子直接转移给氧化剂C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D．在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀－n＋解析：选B。金属腐蚀的实质是金属失去电子，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀放出H2，而在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀，析氢腐蚀和吸氧腐蚀均属于电化学腐蚀。栏目导引第1章化学反应与能量转化3．铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法不正确的是()A．正极的电极反应为B．此过程中还涉及反应：C．此过程中铜并不被腐蚀D．此过程中电子从2H＋＋2e－===H2↑4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3Fe移向Cu栏目导引第1章化学反应与能量转化解析：选A。该图表示吸氧腐蚀，其中铁铆钉为负极，电极反应为2Fe－4e===2Fe，铜板做正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e===4OH，当形成Fe(OH)2后，还发生反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。－－－2＋栏目导引第1章化学反应与能量转化金属腐蚀的快慢比较1．不同类型腐蚀快慢规律在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢是电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。栏目导引第1章化学反应与能量转化2．原电池原理引起的腐蚀快慢规律只有一个条件不同时一般存在以下规律：(1)强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液；(2)电解质溶液浓度越大，腐蚀越快；(3)正极反应物氧化性越强，腐蚀越快；(4)两种金属活动性差别越大，活泼的金属被腐蚀越快。活泼金属既能发生析氢腐蚀，又能发生吸氧腐蚀，而不活泼金属只能发生吸氧腐蚀，且生活中金属制品所处环境多为中性或弱酸性，因此金属的吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍。栏目导引第1章化学反应与能量转化研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是()A．d为石墨，铁片腐蚀加快B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e===4OHC．d为锌块，铁片不易被腐蚀D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋2e===H2↑＋－－－栏目导引第1章化学反应与能量转化[解析]A．由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时铁片的腐蚀速率快，正确。B.d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e===4OH，正确。C.若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，Fe得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。D.d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e===4OH，错误。[答案]D栏目导引－－－－2＋第1章化学反应与能量转化(1)若将例题装置中“海水”改为“酸雨”，d为石墨，则腐蚀类型属于哪种？正极反应式如何书写？(2)若将例题装置中“海水”改为“浓硝酸”，d为铜，则被腐蚀的金属是哪种？解释原因。答案：(1)属于析氢腐蚀。正极反应式为2H＋2e===H2↑。(2)铜被腐蚀。铁遇浓硝酸发生钝化被保护，铁为正极，铜为负极，铜发生氧化反应而被腐蚀。＋－栏目导引第1章化学反应与能量转化金属电化学腐蚀原理及应用1．菜刀上沾有食盐水后，置于空气中一段时间会生锈，其原理是()选项AB正极Fe－2e===Fe2H＋2e===H2↑＋－－负极2＋2H2O＋O2＋4e===4OH－－Fe－2e===Fe－2＋栏目导引第1章化学反应与能量转化选项C正极2H2O＋O2＋4e===4OH2H2O＋O2＋4e===4OH－－－－负极Fe－3e===Fe－3＋DFe－2e===Fe－2＋解析：选D。菜刀上沾有食盐水，形成原电池，发生吸氧腐蚀，Fe作负极失电子：Fe－2e===Fe，正极上是溶解在食盐水中的O2得电子：O2＋4e＋2H2O===4OH。栏目导引－－－2＋第1章化学反应与能量转化2.如图所示，将拴有金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到靠近金属条的溶液出现粉红色。则该金属条可能是()A．铜B．镁C．铝D．锌解析：选A。由题给现象可知，该金属条上发生反应2H2O＋O2＋4e===4OH，则该金属条为正极，负极为Fe，故正极为比铁活泼性弱的金属。－－栏目导引第1章化学反应与能量转化3.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稀醋酸溶液，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．红墨水柱两边的液面为左低右高C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e===FeD．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀解析：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，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错。栏目导引－2＋第1章化学反应与能量转化金属腐蚀快慢的比较4．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为()A．⑤②①③④C．⑤④②①③B．④③①②⑤D．③②④①⑤栏目导引第1章化学反应与能量转化解析：选C。⑤中Fe做电解池的阳极，腐蚀最快；①②③④均为原电池，③中Fe为正极，几乎不被腐蚀；②④中Fe均为负极，被腐蚀，但相对来说，Fe和Cu的金属活动性差别较Fe和Sn的大，故④中铁腐蚀较快；①中因铁不纯而发生原电池反应，铁被腐蚀，但比②中腐蚀速率慢。所以腐蚀速率由快到慢的顺序为⑤④②①③。栏目导引第1章化学反应与能量转化5.铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应3方程式为2Fe＋O2＋xH2O===Fe2O3·xH2O。如图2是一放在水槽中的铁架，水位高度如图所示，则最容易生锈的铁架横杆是()A．①C．③B．②D．④解析：选C。④处横杆没有和水接触，腐蚀速率较慢；①②③处横杆均已与水接触，构成原电池，但①②处O2较少，所以③处横杆被腐蚀最快，最容易生锈。栏目导引第1章化学反应与能量转化6．某课外小组学生研究金属腐蚀的条件和速率，用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放在玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时的现象描述不正确的是()A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降B．装置Ⅰ的左侧液面比装置Ⅱ的左侧液面低栏目导引第1章化学反应与能量转化C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀解析：选B。装置Ⅱ中铁钉与铜丝相连，金属活动性相差较大，且用挥发性盐酸，因此装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重，C选项正确。装置Ⅰ中虽然也用了盐酸，但铁钉与铁丝相连，腐蚀不及装置Ⅱ，由于均发生了2H＋2e===H2↑，装置Ⅰ和装置Ⅱ中均生成了气体，液面都会下降，装置Ⅱ的左侧液面比装置Ⅰ的左侧液面低，A选项正确，B选项错误；装置Ⅲ中虽然铁钉也与铜丝相连，但由于所装试剂为不挥发性硫酸，因此铁钉几乎没被腐蚀，D选项正确。栏目导引＋－第1章化学反应与能量转化金属的防护1．金属防护的方法(1)改变金属内部结构，如制成合金等。(2)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。(3)电化学防护法。栏目导引第1章化学反应与能量转化2．电化学防护法1________原理，将还原性较强的金(1)牺牲阳极保护法：利用□2________。属与被保护金属相连接，使被保护金属成为□3________原理，(2)阴极电保护法(外加电流阴极保护法)：利用□4_______。使被保护金属与外加直流电源的负极相连使之成为□自我校对：1原电池□2正极□3电解□4阴极□栏目导引第1章化学反应与能量转化1．关于牺牲阳极保护法的叙述正确的是()A．正极就是阳极B．负极就是阴极C．阳极上发生氧化反应D．正极上发生氧化反应解析：选C。电化学上规定发生氧化反应的电极为阳极，发生还原反应的电极为阴极。此保护法是被保护的金属做原电池的正极，正极发生还原反应，在电池内部称为阴极；被消耗的金属做原电池的负极，发生氧化反应，在电池内部称为阳极。栏目导引第1章化学反应与能量转化2．下列防腐措施中，属于电化学保护法的是()A．用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜B．在金属中加入一些铬或镍制成金属合金C．在轮船的船壳水线以下部分，装上一定数量的锌锭D．金属表面喷漆解析：选C。金属的电化学保护法包括两种：一是牺牲阳极保护法(利用原电池原理)；二是外加电流阴极保护法(利用电解原理)。栏目导引第1章化学反应与能量转化金属的电化学防护牺牲阳极保护法阴极电保护法(外加电流阴极保护法)示意图栏目导引第1章化学反应与能量转化原理牺牲阳极保护法原电池原理阴极电保护法(外加电流阴极保护法)电解原理被保护的金属做正极(阴被保护的金属做阴极，惰措施极)，以一种活动性较强的金性电极做辅助阳极，连上属做负极(阳极)如锅炉内壁、船舶外壳、铁应用塔、铁管道装上若干锌块，可保护钢铁设备直流电源如钢闸门、输送酸性溶液的铁管道等栏目导引第1章化学反应与能量转化(2017·高考全国卷Ⅰ，11，6分)支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整栏目导引第1章化学反应与能量转化[解析]依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，钢管桩表面腐蚀电流是指铁失去电子形成的电流，接近于0，铁不容易失去电子，A项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B项正确；高硅铸铁作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不被损耗，C项错误；根据海水对钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D项正确。[答案]C栏目导引第1章化学反应与能量转化下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部金属不被腐蚀C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀D．镀锌铁皮发生析氢腐蚀时，铁做负极解析：选B。钢管与电源的正极相连，钢管做阳极，加快了钢管的腐蚀，A错误；铁钝化后，表面生成了致密的氧化膜，内部金属不易被腐蚀，B正确；钢管与铜管堆放在一起，易形成原电池，加快了钢管的腐蚀，C错误；镀锌铁皮发生腐蚀时，锌失去电子做负极，D错误。栏目导引第1章化学反应与能量转化金属的防护1．下列关于金属防护的方法不正确的是()A．对健身器材涂油漆以防止生锈B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈C．用牺牲锌块的方法来保护船身D．在自行车的钢圈上镀上一层铬来防锈解析：选B。“机械转动部位”应涂油脂防锈，不宜刷油漆。栏目导引第1章化学反应与能量转化2.利用如图装置探究铁在海水中的电化学腐蚀与防护。下列说法不正确的是()A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，采用了牺牲阳极保护法B．若X为锌棒，开关K置于N处，X极的反应：4OH－4e===O2↑＋2H2OC．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀，采用了外加电流阴极保护法D．若X为碳棒，开关K置于M处，X极的反应：O2＋4e＋2H2O===4OH－－－－栏目导引第1章化学反应与能量转化解析：选B。若X为锌棒，开关K置于M处，形成原电池，锌为负极被腐蚀，保护了铁，A正确；若X为锌棒，开关K置于N处，形成电解池，锌棒为活性阳极，电极反应：Zn－2e===Zn，B错误；若X为碳棒，开关K置于N处，形成电解池，铁棒做阴极被保护，C正确；若X为碳棒，开关K置于M处，形成原电池，铁发生吸氧腐蚀，X极的电极反应：O2＋4e＋2H2O===4OH，D正确。－－－2＋栏目导引第1章化学反应与能量转化3．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。请回答下列问题：(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，写出该腐蚀过程中的电极反应式：负极______________，正极______________。(2)为了降低某水库铁闸门的腐蚀速率，可以采用图甲所示的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用________(填字母)。A．铜B．钠C．锌D．石墨栏目导引第1章化学反应与能量转化(3)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的________极上。栏目导引第1章化学反应与能量转化解析：(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失去电子，正极上O2得到电子。(2)铁闸门上连接比较活泼的金属时，活泼的金属做负极被氧化，Fe做正极被保护，属于牺牲阳极保护法。Na与水会剧烈反应，本题应该选用锌。(3)图乙所示方案属于外加电流阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在直流电源的负极上。答案：(1)2Fe－4e===2FeO2＋2H2O＋4e===4OH(2)C(3)负－2＋－－栏目导引第1章化学反应与能量转化重难易错提炼1．记住金属腐蚀的两个“两种类型”(1)金属腐蚀两种类型：化学腐蚀和电化学腐蚀；(2)电化学腐蚀两种类型：吸氧腐蚀和析氢腐蚀。2．掌握一个金属腐蚀快慢的规律电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。3．电化学保护的两种方法牺牲阳极保护法和阴极电保护法(也称外加电流阴极保护法)。栏目导引第1章化学反应与能量转化重难易错提炼4．熟记钢铁吸氧腐蚀的五个式子正极反应：O2＋2H2O＋4e===4OH负极反应：Fe－2e===Fe生成铁锈的反应：Fe＋2OH===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)32Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O－－－2＋2＋－栏目导引第1章化学反应与能量转化课后达标检测栏目导引第1章化学反应与能量转化按ESC键退出全屏播放栏目导引本部分内容讲解结束