高中化学 第章 化学反应与能量转化 第节 化学能转化为电能——电池（第课时）金属的腐蚀与防护教学案 鲁科版选修

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1、第2课时金属的腐蚀与防护[课标要求]1．知道金属腐蚀的两种类型(化学腐蚀和电化学腐蚀)。2．能够解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害。3．知道防止金属腐蚀的常用方法。1．金属腐蚀就是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。2．电化学腐蚀根据水膜酸度不同主要有吸氧腐蚀和析氢腐蚀，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍。－2＋－－3．吸氧腐蚀负极反应Fe－2e===Fe，正极反应O2＋2H2O＋4e===4OH；析－2＋＋－氢腐蚀负极反应Fe－2e===Fe，正极反应2H＋2e===H2↑。4．金属防护的常用方法有覆盖保护层、牺牲阳极保护法和阴

2、极电保护法。金属的腐蚀及金属的电化学腐蚀1．金属的腐蚀(1)概念金属的腐蚀是指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。(2)实质金属腐蚀的实质是金属失电子被氧化的过程，用反应方程式表示(M代表金属元素)为－n＋M－ne===M。(3)金属腐蚀的分类由于金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，其中电化学腐蚀更为普遍，危害更大。2．金属的电化学腐蚀(1)概念两种金属相接触且又同时暴露在潮湿空气里或与电解质溶液接触时，由于形成原电池而发生的腐蚀。(2)实质被腐蚀的金属成为原电

3、池的负极而被氧化。1(3)原理(以铆有铁钉的铜板为例)①吸氧腐蚀的原理－2＋负极反应：Fe－2e===Fe，－－正极反应：O2＋2H2O＋4e===4OH，电池反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2。②析氢腐蚀的原理－2＋负极反应：Fe－2e===Fe，＋－正极反应：2H＋2e===H2↑。＋2＋电池反应：Fe＋2H===Fe＋H2↑。实验1：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱和铁钉的变化，如图1。实验2：向100mL烧杯中加入约50mL稀醋酸后，插入两个玻璃筒(无底)；将一个无锈铁

4、钉和一个碳棒分别用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中，如图2。[问题思考]1．图1实验导管中水柱和铁钉有什么变化？产生这种现象的原因是什么？提示：导管中的水面上升，铁钉表面生锈；产生这种现象的原因是钢铁在潮湿的空气中－2＋－－发生吸氧腐蚀。电极反应，负极：2Fe－4e===2Fe，正极：2H2O＋O2＋4e===4OH，由于盛铁钉的具支试管中不断消耗O2而使具支试管中压强减小，从而引起水的倒吸。2．图2实验碳棒表面有什么现象？产生这种现象的原因是什么？－提示：碳棒表面有气泡产生；原因是发生了析氢腐蚀，电极反应，负极：Fe－2e===2＋＋－Fe，

5、正极：2H＋2e===H2↑。3．化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点和不同点是什么？提示：相同点都是造成金属被氧化腐蚀。不同点是化学腐蚀是金属和氧化剂直接发生氧化还原反应，无电流产生；电化学腐蚀是发生原电池反应，有电流产生。1．金属化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀电化学腐蚀(主要)2吸氧腐蚀(主要)析氢腐蚀条件金属直接发生化学反应水膜中溶有O2，呈弱酸性或中性水膜酸性较强本质金属被氧化而腐蚀较活泼金属被氧化而腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生2Fe＋O2＋＋2＋Fe＋2H===Fe＋H2↑2H2O===2Fe(OH反)2应2Fe＋3Cl2===2FeCl3最终

6、生成铁锈(主要成分为Fe2O3·式xH2O)，反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O联系两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、危害更大2．金属腐蚀快慢的判断方法(1)在同一电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序为：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>应用原电池原理防护的腐蚀>应用电解池原理防护的腐蚀。(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为：强电解质溶液中的腐蚀>弱电解质溶液中的腐蚀>非电解质溶液中的腐蚀。(3)对于活动性不同的两种金

7、属，活动性差别越大，氧化还原反应速率越快，活动性强的金属腐蚀越快。(4)对于同一种电解质溶液，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快(钝化除外)。(5)纯度越高的金属，腐蚀的速率越慢(纯金属几乎不被腐蚀)。(6)不纯的金属或合金，在潮湿的空气中腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。3．注意问题(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。2＋3＋(2)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe，而非Fe。(3)一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。1．下列关于金属腐

8、蚀的说法中正确的是()A．金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损