2019高中化学 主题4 认识生活中的材料 课题4 金属制品的防护作业2 鲁科版选修1
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课题4 金属的制品防护教学目标:1、了解金属腐蚀的本质及分类,特别是电化学腐蚀的原理。
2、明确金属防护的方法,培养学生分析并解决生活中实际问题的能力。
3、切实感受金属及合金在国家建设及社会生活中的重要作用,形成爱护资源,科学实用资源的正确思想。
教学重点:电化腐蚀的原因.教学难点:析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式.教学过程:交流·研讨:金属材料的用量越来越大,品种也越来越多。
可以毫不夸张地说,金属材料是现代物质文明的基础。
不过,需要注意的是,金属材料一直在悄悄地经受着破坏——腐蚀。
全世界每年因腐蚀而损失的金属材料的数量相当多。
因此,金属的防腐蚀问题一直是世界科技领域研究的重要内容金属腐蚀的现象随处可见。
例如,自行车长期使用,保护层会渐渐破损,如果暴露出来的金属部件处于潮湿的空气中或被雨水淋湿,就容易发生腐蚀。
思考:1.你知道金属为什么会被腐蚀吗?在这一过程中发生了什么化学变化?2.自行车采取了哪些防腐蚀措施?你知道这些防腐蚀措施的道理吗?你认为哪些方法还可以减少自行车金属部件的腐蚀?有没有不被腐蚀的自行车?一、自行车部件为什麽易被腐蚀1、概念:金属腐蚀阅读]回答什么是金属腐蚀?本质?分类?金属腐蚀:金属(或合金)跟周围接触到的气体(或液体)反应而腐蚀损耗的过程。
讲述] 金属的化学腐蚀:金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
本质:金属原子失电子而被氧化 M – ne == M n+金属腐蚀的分类:化学腐蚀和电化学腐蚀阅读教材,举例说明什么是化学腐蚀?什么是电化学腐蚀?你知道金属为什么会被腐蚀吗?在这一过程中发生了什么化学变化?2、化学腐蚀:金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
特点:反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
3、电化学腐蚀:不纯的金属或合金与电解质溶液接触,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。
思考:①、电化学腐蚀的形成条件和特征。
②、化学腐蚀与电化学腐蚀的区别和联系。
课题4 金属制品的防护,[学生用书P56])1.钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时,正极的反应式为( )A.Fe-2e-===Fe2+B.2H++2e-===H2↑C.2H2O+O2+4e-===4OH-D.Fe-3e-===Fe3+解析:选C。
吸氧腐蚀正极反应是O2得电子发生还原反应:2H2O+O2+4e-===4OH-。
2.下列有关金属腐蚀的说法中不正确的是( )A.钢铁与海水接触所发生的腐蚀是电化学腐蚀B.钠与氧气加热生成过氧化钠,该过程不能称为钠的腐蚀C.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍D.酸雨能加快铁的腐蚀解析:选B。
海水中含有大量的盐,钢铁与海水接触,能形成原电池,发生电化学腐蚀,A 正确;钠生成过氧化钠的过程中,钠失去电子被氧化,因此该过程属于钠的腐蚀,B不正确;由于空气中有水蒸气存在,所以金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍,C正确;铁接触酸雨时,铁、碳形成原电池,铁的腐蚀加快,D正确。
3.如图所示自行车各部位防腐措施不恰当的是( )A.涂机油B.烤漆C.镀锌D.镀铬解析:选A。
车把常与人体接触,涂机油不合适,车齿轮部位可以涂机油防腐。
4.下图中,铁腐蚀由快到慢的顺序为(未标注的电解质溶液为水)________________________________________________________________________。
解析:①中由于水中溶解了氧气,铁与杂质碳会形成原电池,发生电化学腐蚀;②中铁在油中,氧气难以溶解,无电解质溶液,不能形成原电池;③、④都形成原电池,但③中铁为正极,受到保护,④中铁为负极,被氧化;⑤、⑥都形成电解池,⑤中铁与电源的正极相连,做阳极,氧化速率增大;⑥中铁与电源的负极相连,做阴极,受到保护。
所以铁腐蚀由快到慢的顺序为⑤>④>①>②>③>⑥。
答案:⑤>④>①>②>③>⑥5.我们炒过菜的铁锅几天后“锈迹斑斑”,试问发生了什么变化?解析:主要发生了吸氧腐蚀。
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课题4 金属制品的防护[基础巩固]1.下列叙述不正确的是( )A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍B.钢铁在干燥空气里不易腐蚀C.用铝质铆钉来接铁板,铁板反而易被腐蚀D.金属被腐蚀的本质是M-n e-===M n+而被损耗解析:选C.C项中铁、铝形成原电池时铝做负极,铝先被腐蚀。
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.铁跟稀硫酸反应时,滴加少量硫酸铜溶液后,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)的阴极保护法防腐措施;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,镀锡铁镀层破损后,铁为负极被腐蚀,锡为正极被保护;D项中Fe与CuSO4溶液反应置换出Cu,形成Cu.Fe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.3.新型镁合金被大量应用于制成笔记本电脑外壳、竞赛自行车框架等,这说明镁合金具有的优异性能是( )①熔点低②硬度大③延展性好④导电性强⑤密度小⑥耐腐蚀A.①②③B.②③④C.①③⑥ D.②⑤⑥解析:选D。
2017秋高中化学主题4 认识生活中的材料课题4 金属制品的防护课时训练2 鲁科版选修1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2017秋高中化学主题4 认识生活中的材料课题4 金属制品的防护课时训练2 鲁科版选修1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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课时训练14 金属制品的防护1.下列说法正确的是( )A。
钢铁因含杂质而易发生电化学腐蚀,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,故其不能用来减缓金属的腐蚀C。
金属发生化学腐蚀还是电化学腐蚀的主要区别在于金属的纯度不同D。
无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属被氧化解析:金属通过改变内部结构制成合金可耐腐蚀,A项错误;牺牲阳极的阴极保护法是利用原电池反应保护金属制品,B项错误;决定金属腐蚀类型的因素是周围的环境,C项错误.答案:D2。
如图容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是( )A。
①>②〉③〉④B.④〉③〉②〉①C。
④〉②〉①>③D。
②>③〉①〉④解析:根据原电池原理,在②③两装置中,铁分别作原电池的负极、正极(因为活动性Zn〉Fe>Sn),故②中腐蚀快;③中Fe为正极,得到保护;④为电解池,Fe接电源的正极,通电时,Fe应失去电子而被溶解,腐蚀最快;①没有形成原电池,腐蚀较慢,但没有防护措施。
综合分析:应为④>②〉①>③.答案:C3.下列几种铁板,在镀层被破坏后,最耐腐蚀的是( )A.镀锌铁板B.镀铜铁板C.镀锡铁板D。
课题4 金属制品的防护,)[基础达标]1.下列叙述不正确的是( )A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍B.钢铁在干燥空气里不易腐蚀C.用铝质铆钉来接铁板,铁板反而易被腐蚀D.金属被腐蚀的本质是M-n e-===M n+而被损耗解析:选C。
C项中铁、铝形成原电池时铝做负极,铝先被腐蚀。
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.铁跟稀硫酸反应时,滴加少量硫酸铜溶液后,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)的阴极保护法防腐措施;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,镀锡铁镀层破损后,铁为负极被腐蚀,锡为正极被保护;D项中Fe与CuSO4溶液反应置换出Cu,形成CuFe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。
3.新型镁合金被大量应用于制成笔记本电脑外壳、竞赛自行车框架等,这说明镁合金具有的优异性能是( ) ①熔点低②硬度大③延展性好④导电性强⑤密度小⑥耐腐蚀A.①②③B.②③④C.①③⑥D.②⑤⑥解析:选D。
制成笔记本电脑外壳以及竞赛自行车框架等,说明镁合金具有硬度大、密度小、耐腐蚀等性能。
4.铁生锈是一种常见的自然现象,其主要的化学反应方程式为4Fe+3O2+2x H2O===2Fe2O3·x H2O。
如图为一放在水槽中的铁架,水位高度如右图所示。
最容易生锈的铁架横杆是( )A.①B.②C.③D.④解析:选C。
根据反应式可知,Fe与O2、H2O反应生成铁锈,故选C。
5.下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是( )A.水中的钢闸门连接电源的负极B.金属护栏表面涂漆C.汽车底盘喷涂高分子膜D.地下钢管连接镁块解析:选A。
主题4 认识生活中的材料课题4 金属制品的防护1.钢铁生锈过程发生如下反应:①2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2;②4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3;③2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O。
下列说法正确的是( )A.反应①②中电子转移数目相等B.反应①中氧化剂是氧气和水C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀2下列材料保护的措施中不正确的是( )A.将搪瓷快餐杯脱瓷的部位用醇酸油漆涂严实,防止杯被腐蚀B.将自行车的铁链条涂上植物油,防止链条被腐蚀C.将埋在地下的铁水管缠上废铜丝,防止水管被腐蚀D.将待埋在地下的木头桩先用火将表面烧焦,防止木材被腐蚀3新型镁合金被大量应用于制成笔记本电脑外壳、竞赛自行车框架等,这说明镁合金具有的优异性能是( )①熔点低②硬度大③延展性好④导电性强⑤密度小⑥耐腐蚀A.①②③ B.②③④C.①③⑥ D.②⑤⑥4下列叙述正确的是( )A.所有的不锈钢都只含有金属元素B.船底镶嵌锌块,锌做正极,以防船体被腐蚀C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:O2+2H2O+4e-―→4OH-D.广东打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具5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或合金C.在轮船的船壳水线以下部分装上一定量的锌D.金属表面喷漆6相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是(如图)( )7下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是…()A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B.镀锡铁制品和镀锌铁制品的镀层破损时,镀锡层的铁更耐腐蚀C.建筑用钢材在出厂之前都要经过发蓝处理,使其表面生成一层Fe3O4,目的是为了美观D.银奖牌与硫黄在一起会变黑是电化学腐蚀所致8.下列有关金属及其合金的说法不正确的是( )A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的B.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光,可用于制作照明弹D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用9一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、化工和通讯设备的制造中,这种金属是( ) A.铜B.钢C.钛D.镁10下表列出了防止钢铁生锈的不同方法和相对费用。
2019-2020年鲁科版高中选修1 化学与生活化学主题4 认识生活中的材料课题4 金属制品的防护课后练习九十四第1题【单选题】钢铁腐蚀在生活和生产中相当普遍。
下列措施能防止钢铁腐蚀的是( )A、把钢铁雕塑焊接在铜质基座上B、将输送自来水的铁管表面镀锌C、经常用自来水冲洗钢铁制品D、将输油铸铁管道埋在潮湿、疏松的土壤中【答案】:【解析】:第2题【单选题】埋在地下的铸铁输油管道,在下列各种情况下,腐蚀最慢的是( )A、在含铁元素较多的酸性土地中B、在潮湿疏松的土地中C、在干燥致密不透气的土地中D、在含碳粒较多的潮湿透气中性土地中【答案】:【解析】:第3题【单选题】玉溪市聂耳公园的聂耳铜像,满身都是铜绿,从单纯避免其起铜绿的角度讲,下列方法可行的是( )A、将铜像放置在一个银质底座上B、经常用水清洗铜像C、在铜像适当的位置上钉上一块锌片,并定期进行补充或更换D、定期用酸清洗铜像【答案】:【解析】:第4题【单选题】下列对金属及其制品的防护措施中,错误的是( )A、铁锅用完后,用水刷去其表面的油污,置于潮湿处B、通过特殊工艺,增加铝制品表面的氧化膜C、对于易生锈的铁制品要定期刷防护漆D、把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢【答案】:【解析】:第5题【单选题】图中烧杯中盛的是天然水,铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是( )A、⑤>②>①>③>④B、⑤>②>③>④>①C、④>③>②>①>⑤D、④>③>⑤>②>①【答案】:【解析】:第6题【单选题】化学与生活密切相关,下列说法错误的是( )A、含有重金属的电器废品不能随意丢弃,要分类回收并利用B、食品中都必须添加大量的化学防腐剂,使食品保质期更长久,C、采用加热消毒的目的是使蛋白质变性而杀灭细菌消毒D、使用乙醇作为汽油的代用品,可以减少汽车尾气中有害气体排放【答案】:【解析】:第7题【单选题】化学与生活息息相关,下列说法正确的是( )A、医用酒精的浓度通常是95%B、淀粉、油脂和蛋白质都是高分子化合物C、自行车钢架生锈通常是电化学腐蚀所致D、煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中,易造成水体的富营养化【答案】:【解析】:第8题【单选题】水中的某些重金属污染物又可以被微生物转化为新的重金属化合物,使水的污染程度加重.例如,水中的氯化汞会发生下列变化:HgCl2+CH4CH3HgCl+HCl.下列说法中不正确的是( )A、HgCl2转化为CH3HgCl的反应属于取代反应B、在沼气池的水中HgCl2更容易转化为CH3HgClC、误服含HgCl2的废水可使蛋白质发生盐析D、HgCl2比CH3HgCl毒性小【答案】:【解析】:第9题【单选题】利用如图装置可以模拟铁的电化学防护.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B、若X为锌棒,开关K置于M处,铁极发生氧化反应C、若X为碳棒,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀D、若X为碳棒,开关K置于N处,X极发生氧化反应【答案】:【解析】:第10题【单选题】随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是( )A、利用电池外壳的金属材料B、防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源造成污染C、不使电池中渗透的电解液腐蚀其他物品D、回收其中石墨电极【答案】:【解析】:第11题【单选题】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装一定数量的锌块B、铝片不用特殊方法保存C、纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量硫酸铜溶液后速率加快D、镀锌的铁比镀锡的铁耐用【答案】:【解析】:第12题【单选题】以油类为溶剂的防锈漆称为油基防锈漆,由于环保方面的原因,目前要推广使用水基防锈漆,但水基漆较易溶解于水,在干燥之前易导致金属表面产生銹斑,(金属腐蚀的过程实质上就是被氧化的过程)为此要在水基漆中加入缓蚀剂,以下不可作为缓蚀剂的是( )A、Na2 SO3B、NaNO2C、维生素CD、KMnO4【答案】:【解析】:第13题【单选题】下列说法正确的是( )A、硫酸钠溶液和醋酸铅溶液均能使蛋白质变性B、金属腐蚀的本质是金属原子失电子被氧化的过程C、工业生产玻璃、水泥、陶瓷,均需要用石灰石为原料D、人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物【答案】:【解析】:第14题【填空题】某研究小组对铁生锈进行研究.(1)经过较长时间后,甲同学观察到的现象是:上述图中的铁钉最容易生锈的是______(2)在铁钉的锈蚀过程中,Fe发生了______(填“氧化”或“还原”)反应(3)铁生锈的外部条件是______(4)若为了防止铁钉生锈,该同学想在铁钉表面镀上一层金属,该金属最好是______A.锡B.铜C.锌.【答案】:【解析】:第15题【综合题】银是一种贵金属,古代常用于制造钱币及装饰器皿,现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用。
高中化学主题4认识生活中的材料课题4金属制品的防护学案鲁科版选修1(1)学习目标:1.理解金属腐蚀的本质,金属的电化学腐蚀的原理。
(重难点)2.掌握金属防护的原理和常用方法。
(重点)3.认识金属与合金在组成和性能上的主要区别。
(重点)[自主预习·探新知]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:2Fe-4e-===2Fe2+正极:2H2O+O2+4e-===4OH-(2)电池反应:2Fe+2H2O+O2===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三氧化二铁,即铁锈的主要成分。
2.金属腐蚀的本质及分类(1)本质:金属原子失去电子变成金属阳离子,在此过程中金属被氧化。
(2)分类①化学腐蚀:金属与氧化剂直接接触而被腐蚀的过程。
②电化学腐蚀:金属在有电解质溶液存在的情况下通过原电池反应发生的腐蚀。
微点拨:化学腐蚀过程中没有电流产生。
纯金属一般发生化学腐蚀,合金在潮湿环境中一般发生电化学腐蚀。
二、自行车金属部件的防腐蚀1.加防护层如给车架、挡泥板、车后座烤上一层漆,给链条涂上机油,给轴承涂上凡士林,将车把、车圈、车辐条进行电镀,将车座弹簧用一层“烤蓝”保护。
2.电化学保护(1)根据电化学原理,只要将要保护的金属与比它活泼的金属相连构成原电池,便可以使要保护的金属不被腐蚀,这就是牺牲阳极的阴极保护法。
(2)将要保护的金属和一块不溶性辅助电极,分别连接到电源的负极和正极上,接通直流电源,使电子流入要保护的金属,这种方法称作外加电流的阴极保护法。
三、自行车中的合金材料1.合金(1)概念:由金属与其他金属或非金属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(1)自行车材料选用的标准重量轻、耐腐蚀、强度高和减震性能好。
课题4 金属制品的防护,)[基础达标]1.下列叙述不正确的是( )A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍B.钢铁在干燥空气里不易腐蚀C.用铝质铆钉来接铁板,铁板反而易被腐蚀D.金属被腐蚀的本质是M-n e-===M n+而被损耗解析:选C。
C项中铁、铝形成原电池时铝做负极,铝先被腐蚀。
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.铁跟稀硫酸反应时,滴加少量硫酸铜溶液后,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)的阴极保护法防腐措施;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,镀锡铁镀层破损后,铁为负极被腐蚀,锡为正极被保护;D项中Fe与CuSO4溶液反应置换出Cu,形成CuFe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。
3.新型镁合金被大量应用于制成笔记本电脑外壳、竞赛自行车框架等,这说明镁合金具有的优异性能是( ) ①熔点低②硬度大③延展性好④导电性强⑤密度小⑥耐腐蚀A.①②③B.②③④C.①③⑥D.②⑤⑥解析:选D。
制成笔记本电脑外壳以及竞赛自行车框架等,说明镁合金具有硬度大、密度小、耐腐蚀等性能。
4.铁生锈是一种常见的自然现象,其主要的化学反应方程式为4Fe+3O2+2x H2O===2Fe2O3·x H2O。
如图为一放在水槽中的铁架,水位高度如右图所示。
最容易生锈的铁架横杆是( )A.①B.②C.③D.④解析:选C。
根据反应式可知,Fe与O2、H2O反应生成铁锈,故选C。
5.下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是( )A.水中的钢闸门连接电源的负极B.金属护栏表面涂漆C.汽车底盘喷涂高分子膜D.地下钢管连接镁块解析:选A。
——教学资料参考参考范本——【高中教育】最新高中化学主题4认识生活中的材料课题4金属制品的防护______年______月______日____________________部门1.理解金属腐蚀的本质,金属的电化学腐蚀的原理。
(重难点)2.掌握金属防护的原理和常用方法。
(重点)3.认识金属与合金在组成和性能上的主要区别。
(重点)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:2Fe-4e-===2Fe2+正极:2H2O+O2+4e-===4OH-(2)电池反应:2Fe+2H2O+O2===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三氧化二铁,即铁锈的主要成分。
2.金属腐蚀的本质及分类(1)本质:金属原子失去电子变成金属阳离子,在此过程中金属被氧化。
(2)分类①化学腐蚀:金属与氧化性强的物质直接接触而被腐蚀的过程。
②电化学腐蚀:金属在有电解质溶液存在的情况下通过原电池反应发生的腐蚀。
1.电化学腐蚀与化学腐蚀有何不同?【提示】电化学腐蚀过程中有电流产生,化学腐蚀无电流产生。
自行车金属部件的防腐蚀1.加防护层如给车架、挡泥板、车后座烤上一层漆,给链条涂上机油,给轴承涂上凡士林,将车把、车圈、车辐条进行电镀,将车座弹簧用一层“烤蓝”保护。
2.电化学保护(1)根据电化学原理,只要将要保护的金属与比它活泼的金属相连构成原电池,便可以使要保护的金属不被腐蚀,这就是牺牲阳极的阴极保护法。
(2)将要保护的金属和一块不溶性辅助电极,分别连接到电源的负极和正极上,接通直流电源,使电子流入要保护的金属,这种方法称作外加电流的阴极保护法。
2.镀锌的车辐条在镀层破损后,仍不易腐蚀,原理是什么?【提示】由于锌比铁活泼,镀层破损后,在潮湿的空气中锌铁形成原电池,锌作负极被腐蚀,而铁被保护,故不易腐蚀。
2018-2019学年高中化学主题4 认识生活中的材料课题4 金属制品的防护学案鲁科版选修1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2018-2019学年高中化学主题4 认识生活中的材料课题4 金属制品的防护学案鲁科版选修1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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课题4 金属制品的防护学习目标:1。
理解金属腐蚀的本质,金属的电化学腐蚀的原理。
(重难点)2。
掌握金属防护的原理和常用方法。
(重点)3.认识金属与合金在组成和性能上的主要区别。
(重点)[自主预习·探新知]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:2Fe-4e-===2Fe2+正极:2H2O+O2+4e-===4OH-(2)电池反应:2Fe+2H2O+O2===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三氧化二铁,即铁锈的主要成分。
2.金属腐蚀的本质及分类(1)本质:金属原子失去电子变成金属阳离子,在此过程中金属被氧化.(2)分类①化学腐蚀:金属与氧化剂直接接触而被腐蚀的过程。
②电化学腐蚀:金属在有电解质溶液存在的情况下通过原电池反应发生的腐蚀.微点拨:化学腐蚀过程中没有电流产生。
纯金属一般发生化学腐蚀,合金在潮湿环境中一般发生电化学腐蚀。
二、自行车金属部件的防腐蚀1.加防护层如给车架、挡泥板、车后座烤上一层漆,给链条涂上机油,给轴承涂上凡士林,将车把、车圈、车辐条进行电镀,将车座弹簧用一层“烤蓝”保护。
(参考)2019年高中化学主题4认识生活中的材料课题4金属制品的防护1.理解金属腐蚀的本质,金属的电化学腐蚀的原理。
(重难点)2.掌握金属防护的原理和常用方法。
(重点)3.认识金属与合金在组成和性能上的主要区别。
(重点)1.钢铁的电化学腐蚀(以吸氧腐蚀为例)(1)电极反应。
负极:2Fe-4e-===2Fe2+正极:2H2O+O2+4e-===4OH-(2)电池反应:2Fe+2H2O+O2===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三氧化二铁,即铁锈的主要成分。
2.金属腐蚀的本质及分类(1)本质:金属原子失去电子变成金属阳离子,在此过程中金属被氧化。
(2)分类①化学腐蚀:金属与氧化性强的物质直接接触而被腐蚀的过程。
②电化学腐蚀:金属在有电解质溶液存在的情况下通过原电池反应发生的腐蚀。
1.电化学腐蚀与化学腐蚀有何不同?【提示】电化学腐蚀过程中有电流产生,化学腐蚀无电流产生。
1.加防护层如给车架、挡泥板、车后座烤上一层漆,给链条涂上机油,给轴承涂上凡士林,将车把、车圈、车辐条进行电镀,将车座弹簧用一层“烤蓝”保护。
2.电化学保护(1)根据电化学原理,只要将要保护的金属与比它活泼的金属相连构成原电池,便可以使要保护的金属不被腐蚀,这就是牺牲阳极的阴极保护法。
(2)将要保护的金属和一块不溶性辅助电极,分别连接到电源的负极和正极上,接通直流电源,使电子流入要保护的金属,这种方法称作外加电流的阴极保护法。
2.镀锌的车辐条在镀层破损后,仍不易腐蚀,原理是什么?【提示】由于锌比铁活泼,镀层破损后,在潮湿的空气中锌铁形成原电池,锌作负极被腐蚀,而铁被保护,故不易腐蚀。
1.合金(1)概念:由金属与其他金属或非金属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碳合金,黄铜是铜锌合金,青铜是铜锡合金。
课题4 金属制品的防护[基础巩固]1.下列叙述不正确的是( )A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍B.钢铁在干燥空气里不易腐蚀C.用铝质铆钉来接铁板,铁板反而易被腐蚀D.金属被腐蚀的本质是M-n e-===M n+而被损耗解析:选C。
C项中铁、铝形成原电池时铝做负极,铝先被腐蚀。
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.铁跟稀硫酸反应时,滴加少量硫酸铜溶液后,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)的阴极保护法防腐措施;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,镀锡铁镀层破损后,铁为负极被腐蚀,锡为正极被保护;D项中Fe与CuSO4溶液反应置换出Cu,形成CuFe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。
3.新型镁合金被大量应用于制成笔记本电脑外壳、竞赛自行车框架等,这说明镁合金具有的优异性能是( )①熔点低②硬度大③延展性好④导电性强⑤密度小⑥耐腐蚀A.①②③B.②③④C.①③⑥ D.②⑤⑥解析:选D。
制成笔记本电脑外壳以及竞赛自行车框架等,说明镁合金具有硬度大、耐腐蚀等性能。
4.铁生锈是一种常见的自然现象,其主要的化学反应方程式为4Fe+3O2+2x H2O===2Fe2O3·x H2O。
如图为一放在水槽中的铁架,水位高度如右图所示。
最容易生锈的铁架横杆是( )A.① B.②C.③ D.④解析:选C。
根据反应式可知,Fe与O2、H2O反应生成铁锈,故选C。
5.下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是( )A.水中的钢闸门连接电源的负极B.金属护栏表面涂漆C.汽车底盘喷涂高分子膜D.地下钢管连接镁块解析:选A。
A.水中的钢闸门连接电源的负极,即使用了外加电流。
B.金属护栏表面涂漆,是一种使用外加涂层而使金属隔绝空气和水分的保护方法。
C.汽车底盘喷涂高分子膜,也是一种使用外加涂层而使金属隔绝空气和水分的保护方法。
D.地下钢管连接镁块,是牺牲阳极的阴极保护法。
6.一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、化工和通讯设备的制造中,这种金属是( )A.铜B.钢C.钛D.镁解析:选C。
根据题意,新兴金属熔点高、密度小、可塑性好、耐腐蚀,广泛用于航空航天技术,而钛具有重量轻、强度高、韧性好、耐腐蚀的特点,钛合金的性能要优于钛,钛合金是运用于航空技术领域的高性能材料。
7.各烧杯中均盛有海水,纯铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )A.②①③ B.③①②C.②③① D.③②①解析:选B。
②③图中形成原电池,③中Fe做负极,加快腐蚀速率,②中Zn做负极,Fe做正极,Fe被保护,①发生化学腐蚀,因此Fe被腐蚀速率由大到小是③①②。
8.古老的铁桥,经常每隔一段时间,就要刷油漆,但仍看到有锈迹。
下列说法中合理的是( )A.油漆只起美观作用,而与腐蚀无关B.铁桥生锈主要是铁和空气中的氧气发生了化学腐蚀C.铁桥生锈主要是铁与空气中的O2、H2O等发生了电化学腐蚀D.铁桥腐蚀与外界环境无关,只由金属内部结构决定解析:选C。
铁桥腐蚀主要是Fe与空气中的O2、H2O等发生了电化学腐蚀中的吸氧腐蚀的结果,而油漆起到了隔绝的O2、H2O作用。
9.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氯化铵溶液,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。
10.现有:①汽车②机器上的齿轮③门把手④锯条⑤铁洗脸盆等常见铁制品。
为了防止它们生锈,通常适合采用下面哪一种方法。
(填序号)(1)在表面喷漆________;(2)在表面涂油________;(3)在表面镀一层其他金属________;(4)在表面烤制搪瓷________;(5)使其表面形成致密的氧化物保护膜________;(6)制成不易生锈的不锈钢________。
解析:防止金属被腐蚀主要采用:(1)表面加保护层,如烤漆、涂机油或凡士林、电镀、烤蓝等;(2)电化学方法,牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法;(3)改变金属的内部结构。
答案:(1)①(2)②(3)③(4)⑤(5)④(6)③11.某学生欲探究在蒸馏水、氯化钠溶液和醋酸溶液三种条件下铁锈蚀的快慢,设计了请回答:(1)在一周的观察过程中,他发现实验序号为________的试管中铁钉锈蚀速度最慢。
(2)实验②中发生的是________(填“电化学腐蚀”或“化学腐蚀”)。
(3)下列防止钢铁锈蚀的措施合理的是____________(填字母)。
a.在自行车的钢圈表面镀镍b.在地下钢铁管道上连接铜块c.改变金属内部结构制成不锈钢(4)已知铁钉样品质量为4.00 g,经实验测得未锈蚀铁的质量分数为70%。
则未锈蚀铁与足量稀硫酸反应生成氢气的体积为________(标准状况)。
解析:(1)实验②、③中电解质溶液导电能力强,构成原电池时腐蚀速率加快。
(2)实验②发生吸氧腐蚀,属于电化学腐蚀。
(4)已知铁钉样品质量为4.00 g,未锈蚀铁的质量分数为70%,则未锈蚀铁为2.80 g,所以与稀硫酸反应生成的氢气为0.05 mol,即标准状况下体积为1.12 L(或1 120 mL)。
答案:(1)①(2)电化学腐蚀(3)ac (4)1.12 L(或1 120 mL)[能力提升]12.钢铁的腐蚀是世界一大难题,每年全世界钢产量的四分之一因腐蚀而损失。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应式为_________________、________________________________________________________________________。
(2)为降低某水库的铁闸门的被腐蚀速率,可以采用图甲方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料可以采用________(填字母),这种方法称为_________________________保护法。
A.铜B.钠C.锌D.石墨(3)图乙所示方案也可降低铁闸门的被腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的________极,这种方法称为___________________保护法。
解析:(2)甲中防腐为牺牲阳极的阴极保护法,故应选比铁活泼的金属(锌)做为焊接物。
(3)乙中为外加电流的阴极保护法,故铁闸门做阴极,接电源负极。
答案:(1)负极:2Fe-4e-===2Fe2+正极:O2+2H2O+4e-===4OH-(2)C 牺牲阳极的阴极(3)负外加电流的阴极13.如何防止铁的锈蚀是工业研究的重点内容。
为研究铁锈蚀的影响因素,某同学做了(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)________;在电化学腐蚀中,负极反应式是________________________________________________________________________ ____________________;正极反应式是________________。
(2)由该实验可知,可以影响铁锈蚀速率的因素是__________________________________________________________________________________________________。
(3)为防止铁的锈蚀,工业上普遍采用的方法是______________________________________________________________________________________________(答两种方法)。
解析:解答第(1)题应注意联系金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的区别,不纯的金属与电解质溶液接触,因发生原电池反应,较活泼的金属失电子而被氧化,分析题中实验可知,实验3、4、5、6发生了电化学腐蚀,其中负极反应式是Fe-2e-===Fe2+,正极反应式是O2+2H2O+4e-===4OH-。
解答第(2)题时,对比实验1和3可得出湿度增大,可使铁锈蚀速率加快;对比实验2、4可知增大O2浓度可加快铁锈蚀的速率;对比实验4、5可知升高温度可加快铁锈蚀的速率;对比实验5、6可知电解质的存在会使铁锈蚀的速率加快。
第(3)题,为防止铁的锈蚀,根据铁锈蚀的类型,可采用牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法,还可把铁制成不锈钢(合金),亦可采用喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化等方法使铁与空气、水等物质隔离,以防止金属腐蚀。
答案:(1)3、4、5、6Fe-2e-===Fe2+(或2Fe-4e-===2Fe2+)2H2O+O2+4e-===4OH-(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质的存在(3)电镀、烤蓝等表面覆盖保护层;牺牲阳极的阴极保护法等。