【高中】2017人教版高中化学选修4第四章第5课时金属的电化学腐蚀与防护word同步检测
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高中化学金属腐蚀与防护知识点一、知识概述《高中化学金属腐蚀与防护知识点》①基本定义:- 金属腐蚀呢,简单说就是金属跟周围接触到的物质发生化学反应被破坏了。
比如说铁,要是放在潮湿的空气里,时间长了就生锈了,这生锈就是铁被腐蚀了。
就像苹果被氧化变黑似的,金属被周围的物质慢慢“咬”坏了。
②重要程度:- 在高中化学里这可相当重要。
很多工业生产、生活设施都用到金属,要是金属老是被腐蚀,那损失可大了。
像桥梁、轮船要是因为金属腐蚀出了问题,后果可能很严重的。
它既关系到实际生活也在化学学科里是理解化学反应类型、电化学原理这些的重要部分。
③前置知识:- 得先掌握氧化还原反应,因为金属腐蚀很多都涉及到氧化还原。
还有金属的活动性顺序,这能让我们明白哪种金属更容易被腐蚀。
再就是电解质溶液的知识,因为大多数金属腐蚀都是在有电解质存在的情况下加速进行的。
④应用价值:- 应用老广了,在建筑领域,比如高楼大厦的钢筋混凝土结构,要防止钢筋被腐蚀。
汽车工业,金属零部件那么多,要是腐蚀了车就容易出故障。
家庭里的金属制品,像铁锅要是被腐蚀得厉害就不能正常做饭了二、知识体系①知识图谱:- 在化学学科里,它跟电化学、氧化还原反应、金属性质这些都紧密联系着。
就像在电化学知识体系里的一个分杈,电化学是棵大树,金属腐蚀与防护就是一个很重要的树枝,还跟氧化还原反应这个树干血脉相连呢。
②关联知识:- 跟电化学是超级亲密的关系,像金属的电化学腐蚀就是电化学里很典型的应用。
还有金属元素的化学性质也有关联,比如金属的活泼性不同,腐蚀的难易程度也不同。
就好比不同性格的人在社会上遇到挑战时的反应不同,活泼的金属就比较容易被周围物质挑战(腐蚀)。
③重难点分析:- 重难点呢,难就难在理解金属电化学腐蚀的原理。
这需要搞清楚原电池反应。
按我的经验,很多同学就是在电子的得失流向、电极反应式这块搞混。
关键点就是得明白金属腐蚀时到底谁在失电子,失电子后产生了啥,这些就像解题的钥匙,弄懂了就能拿下这块知识。
第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护一.教材分析本课时讲授选修4第四章第四节《金属的电化学腐蚀与防护》,本节的主要内容有三个方面:一、揭示金属腐蚀的严重危害;二、金属腐蚀的原因;三、金属防护。
鉴于金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更为普遍也更为严重,本课以最常见的钢铁锈蚀为例,剖析了金属的两种电化学腐蚀过程——吸氧腐蚀和析氢腐蚀,且重点介绍了金属的两种电化学腐蚀方法——牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。
本课内容较为简单,联系原电池以及电解池部分内容来解决问题。
在教学上,一方面是要让学生了解金属发生腐蚀的原因及现代防腐措施,同时还要让学生知道:防止金属腐蚀,任重道远!二.学情分析本课时重点在于三个探究性实验,学生在知识上存在的问题不大,主要是实验操作和动手能力的极度缺乏,会给这节课带来一些难点。
大部分学生思考问题的深度不够,可能会导致教学过程中某些关键点的导出困难。
三.教学大纲及考试说明教学大纲:金属的电化学腐蚀与防护-知道"是什么"。
能够根据所学知识的要点识别有关材料考试大纲:理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
四.教学目标1.知识与技能知道金属腐蚀的两种类型能够解释金属发生电化学腐蚀的原因了解防止金属腐蚀的具体方法2.过程与方法学会从视频材料以及教材中获取关键信息学会通过实验从微观上来研究宏观现象通过探究学习,训练学生的定性实验能力,培养学生的定量实验思维3.情感态度与价值观认识到金属腐蚀的严重危害通过探究活动,发展学生的合作探究能力,学会合作学习与交流通过实验这一科学研究方法,培养学生实事求是的科学精神和态度五.教学重难点重点:金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护难点:金属发生吸氧腐蚀的电化学原理六.课时安排 1课时七.教学方法:1、本节教学在整体设计上应以色彩鲜明的图像和现象明显的实验作为重要的辅助手段,以强化学生的直观感受,有利于学生加深对相关知识的理解。
第四节金属的电化学腐蚀与防护1.认识金属腐蚀的危害,能利用原电池原理解释电化学腐蚀的原因。
2.能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。
3.了解金属腐蚀的防护方法。
金属的腐蚀1.概念:金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
2.本质:金属原子失去电子变为阳离子,金属发生氧化反应。
3.分类(1)化学腐蚀:金属跟接触到的干燥气体或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
(2)电化学腐蚀:不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子而被氧化。
电化学腐蚀又可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
4.钢铁的电化学腐蚀1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)金属的腐蚀都是金属失去电子被氧化的过程,所以都是化学腐蚀。
( )(2)因为CO2普遍存在,所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主。
( )(3)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe-3e-===Fe3+。
( )(4)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别在于前者有H2生成,后者有O2参加。
( )答案:(1)×(2)×(3)×(4)√2.请以吸氧腐蚀为例,用化学方程式解释铁锈(Fe2O3·x H2O)的形成过程。
(1)负极:____________________________________。
(2)正极:____________________________________。
(3)总反应:__________________________________。
(4)__________________________________________。
(5)__________________________________________。
答案:(1)Fe -2e -===Fe 2+(2)O 2+4e -+2H 2O===4OH -(3)2Fe +O 2+2H 2O===2Fe(OH)2 (4)4Fe(OH)2+O 2+2H 2O===4Fe(OH)3 (5)2Fe(OH)3===Fe 2O 3·x H 2O +(3-x )H 2O化学腐蚀与电化学腐蚀的比较(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。
【关键字】高中训练5 金属的电化学腐蚀与防护[基础过关]一、金属的腐蚀1.关于金属腐蚀的叙述中,正确的是 ( ) A.金属被腐蚀的本质是M+nH2O===M(OH)n+H2↑B.马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时,首先是镀层被氧化C.金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D.常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀2.下列事实与电化学腐蚀无关的是 ( ) A.光亮的自行车钢圈不易生锈B.黄铜(Cu、Zn合金)制的铜锣不易生锈C.铜、铝电线一般不连接起来作导线D.生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈3.出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。
下列说法不正确的是( ) A.锡青铜的熔点比纯铜低B.在自然环境中,锡青铜中的锡可对铜起保护作用C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D.生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程二、铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀4.下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的是 ( ) A.铁为正极B.碳为正极C.溶液中氢离子浓度不变D.析氢腐蚀在任何溶液中都会发生5.在铁的吸氧腐蚀过程中,下列5种变化可能发生的是 ( )①Fe由+2价转化成+3价②O2被还原③产生H2④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·xH2O ⑤杂质C被氧化除去A.①②④ B.③④C.①②③④ D.①②③④⑤6.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应为2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2。
以下说法正确的是 ( ) A.负极发生的反应为Fe-2e-===Fe2+B.正极发生的反应为2H2O+O2+2e-===4OH-C.原电池是将电能转变为化学能的装置D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀7.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三、金属的防备方法8.下列金属的防备方法不正确的是 ( ) 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体D.自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈9.下列举措不能防止或减缓钢铁腐蚀的是 ( ) A.在钢铁制品表面镀一层金属锌B.将钢铁制品放置在潮湿处C.在钢铁中加入锰、铬等金属,以改变钢铁结构D.将钢铁制品与电源负极相连10.为了防止钢铁锈蚀,下列防护方法中正确的是 ( ) A.在精密机床的铁床上安装铜螺钉B.在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨,一同浸入海水中C.在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D.在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极[能力提升]11.镁、铝、铁是重要的金属,在工业生产中用途广泛。
(1)镁与稀硫酸反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________________________________________。
(2)铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________。
(3)在潮湿的空气里,钢铁表面有一层水膜,很容易发生电化学腐蚀。
其中正极的电极反应式为_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)在海洋工程上,通常用铝合金(AlZnCd)保护海底钢铁设施,其原理如图所示:其中负极发生的电极反应为________________________________________________;在实际应用中,用铝合金而不选用纯铝,纯铝不能很好地起到保护作用,其原因是________________________________________________________________________ ____________________。
12.对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。
(1)以下为铝材表面处理的一种方法:铝材脱脂, 碱洗,水洗,除灰,电解H2SO4溶液耐蚀铝材废电解液①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是_______________________________________________________________________ (用离子方程式表示)。
为将碱洗后槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的________。
a.NH3b.CO2c.NaOH d.HNO3②以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极的电极反应式为________________________________________________________________________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是________________________________________________________________________。
(3)利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于________处。
若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为________________________________________________________________________。
13.钢铁工业是国家工业的基础,请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。
(1)生产中可用盐酸来除铁锈。
现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,溶液中发生的化合反应的化学方程式是__________________________________________。
(2)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀________。
(3)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。
装置示意图如右:①A电极对应的金属是__________(写元素名称),B电极的电极反应式是________________________________________________________________________。
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量差为5.12 g,则电镀时电路中通过的电子为________mol。
③镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
14.如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。
为研究铁锈蚀的影响因素,某同学做了如序号内容实验现象1 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月干燥的铁丝表面依然光亮2 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时铁丝表面依然光亮3 常温下将铁丝放在潮湿空气中一个月铁丝表面已变得灰暗4 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时铁丝表面略显灰暗5 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面已变得灰暗6将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面灰暗程度比实验5严重回答以下问题:(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,负极反应是________________________________________________________________________________;正极反应是______________________________________________;(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)。
[拓展探究]15.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。
①通过上述实验现象分析,可得出铁生锈的外部条件是________________________________________________________________________;②铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为___________________________________ __________________;③实验B所用的水要经过__________处理;植物油的作用是____________________;④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。
答案1.C 2.A 3.D 4.B 5.A 6.A 7.B 8.B 9.B 10.C11.(1)Mg +2H +===Mg 2++H 2↑(2)2Al +Fe 2O 3=====高温Al 2O 3+2Fe(3)2H 2O +O 2+4e -===4OH -(4)Al -3e -===Al 3+ 铝表面易被氧化,生成一层致密而坚固的氧化物薄膜,使金属铝呈现“惰性”12.(1)①2Al+2OH -+2H 2O===2AlO -2+3H 2↑ b②2Al+3H 2O -6e -===Al 2O 3+6H +(2)补充溶液中的Cu 2+,保持溶液中Cu 2+的浓度恒定(3)N 牺牲阳极的阴极保护法13.(1)2FeCl 3+Fe===3FeCl 2 (2)BD(3)①铜 Cu 2++2e -===Cu ②0.08 ③铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀14.(1)3、4、5、6 2Fe -4e -===2Fe 2+(或Fe -2e -===Fe 2+) 2H 2O +O 2+4e -===4OH -(2)湿度、温度、O 2的浓度、电解质的存在(3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层法,牺牲阳极的阴极保护法等15.(1)①有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)②O 2+4e -+2H 2O===4OH -③煮沸(或“除去氧气”) 隔绝空气(或“防止氧气与铁接触”) ④吸收水蒸气(或“干燥”、“保持试管内干燥环境”)(2)铁的腐蚀要吸收氧气(或“氧气参与反应”、“消耗了氧气”)使气体体积减小 不能此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word 可编辑版本!。