2024年新教材高中化学第1章化学反应与能量转化第4节金属的腐蚀与防护学案鲁科版选择性必修第一册.docx

PAGE

PAGE8

第4节金属的腐蚀与防护

课标解读

课标要求

素养要求

1.了解金属发生电化学腐蚀的本质,知道金属腐蚀的危害。

2.了解防止金属腐蚀的措施。

3.通过探讨日常生活中金属腐蚀的现象,能选择并设计防腐措施。

1.证据推理与模型认知:能识别吸氧腐蚀和析氢腐蚀的理论模型,能将相关的化学事实和理论模型进行关联和合理匹配。

2.科学看法与社会责任:能运用所学学问分析和探讨电化学腐蚀过程对社会可持续发展带来的影响。能列举电化学腐蚀和防护的探讨对人类文明的宏大贡献。

自主学习·必备学问

学问点一金属电化学腐蚀的原理

1.金属腐蚀的定义和分类

①氧化还原②氧化③吸氧④析氧

2.钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀

类别

吸氧腐蚀

析氢腐蚀

电解质溶液

⑤酸性不强

⑥酸度较高

正极反应

⑦O

⑧2?

负极反应

⑨Fe

生成铁锈的反应

Fe

⑩4?

想一想据估计,每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的特别之一。那么,金属的腐蚀都有哪些类型?不同类型的金属腐蚀有何区分

答案：金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀;化学腐蚀过程中没有电流产生,电化学腐蚀过程中有电流产生。

判一判

1.金属腐蚀的过程肯定是化学改变过程(√)

2.钢铁在食盐溶液中被腐蚀的过程是吸氧腐蚀(√)

学问点二金属腐蚀的防护

1.加爱护层

（1）涂油漆等,将金属与外界环境隔离开。

（2）电镀：一般电镀上一层比被爱护金属更活泼的金属。

（3）使金属表面钝化：将被爱护金属与外加电源的①正极相连使其成为②阳极,并使电压维持在可使该金属钝化的范围之内。

2.电化学防护

（1）牺牲阳极爱护法

利用③原电池原理,在被爱护的金属上连接更活泼的金属,使被爱护金属成为④正极。

（2）阴极电爱护法(外加电流阴极爱护法)

利用⑤电解池原理,使被爱护的金属连接电源的负极成为⑥阴极。

想一想1三峡水电站是目前世界上规模最大的水电站和清洁能源基地。大坝中的钢闸门因为长时间浸泡在水中,必需进行金属腐蚀的防护,一般采纳图甲、图乙所示的两种方法。

（1）你能给出防护方法的详细名称吗？

（2）在两种方法中闸门分别作什么电极？

答案：（1）甲为牺牲阳极爱护法,乙为阴极电爱护法。

（2）甲中闸门作原电池的正极,乙中闸门作电解池的阴极。

3.电化学腐蚀原理的应用

（1）铁腐蚀原理的应用

a.消耗空气中的氧气——测定⑦空气中氧气的含量。

b.消耗空气中的氧气和水——食品包装袋中以⑧铁粉为主要成分的双吸剂,延长食物的保质期。

c.腐蚀过程放热——制成⑨一次性保暖贴。（2）保暖贴

原理：铁与氧气的反应是⑩放热反应,当空气中的氧气进入后,活性炭成为正极材料,食盐溶入水成为离子导体,氧气与铁粉通过多数个微小的原电池快速反应放出热量。

（3）微电解技术处理工业废水

想一想2速热火锅加热包主要成分是焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭、盐、生石灰、碳酸钠等,和一次性保暖贴的主要成分相比多了生石灰,请问生石灰发热原理与一次性保暖贴的原理有什么不同？

答案：生石灰发热原理是生石灰和水反应放出热量,一次性保暖贴的原理是金属作原电池的负极被腐蚀放热。

互动探究·关键实力

探究点金属的腐蚀与防护

学问深化

1.化学腐蚀和电化学腐蚀

金属腐蚀

化学腐蚀

电化学腐蚀

定义

金属与其表面接触的物质(如O2、Cl

不纯的金属在潮湿的空气或电解质溶液中形成原电池,发生氧化还原反应

现象

金属被腐蚀

较活泼金属被腐蚀

区分

无电流产生

有微弱电流产生

实质与联系

①实质：都是金属原子失去电子被氧化而损耗;

②化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生,但电化学腐蚀更普遍

2.金属腐蚀的快慢比较

（1）在同一种电解质溶液中,金属腐蚀的快慢依次是电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极。

（2）在浓度相同的不同溶液中,金属在电解质溶液中的腐蚀＞金属在非电解质溶液中的腐蚀;金属在强电解质溶液中的腐蚀＞金属在弱电解质溶液中的腐蚀。

（3）对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,金属的腐蚀越快。

3.金属腐蚀的防护

（1）金属腐蚀的防护措施

（2）金属腐蚀的电化学防护

电化学防护

牺牲阳极爱护法

外加电流阴极爱护法

原理

原电池原理

电解原理

措施

被爱护的金属作正极(阴极),以一种活动性较强的金属作负极(阳极)

被爱护的金属作阴极,连