高中化学-金属的腐蚀和保护
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第三节金属的腐蚀与防护一、金属的腐蚀(一)定义:金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象(二)特征:金属被腐蚀后,在外形,色泽以及机械性能方面会发生变化(三)本质:金属失电子变成阳离子发生氧化反应。
M-ne-=M n+(四)类型:化学腐蚀和电化学腐蚀1、化学腐蚀(1)定义:金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀(2)本质:金属失电子被氧化。
(3)举例:铁与氯气直接反应而腐蚀;输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀(4)特点:无电流产生,化学腐蚀的速度随温度升高而加快。
例如:钢材在高温下容易被氧化,表面生成由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的一层氧化物。
2、电化学腐蚀(1)定义:不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应,比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
(2)本质:较活泼的金属失去电子被氧化(3)举例:钢铁制品在潮湿空气中的锈蚀就是电化学腐蚀(4)特点:有微弱的电流产生注:化学腐蚀与电化学腐蚀的联系:化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生,但电化学腐蚀更普遍,危害更大,腐蚀速率更快3、钢铁的电化学腐蚀(1)原电池的组成:负极:铁正极:碳电解质:潮湿空气(2)种类:根据钢铁表面水膜的酸性强弱分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀①析氢腐蚀:在酸性环境中,由于在腐蚀过程中不断有H2放出,所以叫做析氢腐蚀。
水膜酸性较强:负极:Fe—2e-=Fe2+正极:2H++2e-=H2↑总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑②吸氧腐蚀:钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性,但溶有一定量的氧气,此时就会发生吸氧腐蚀水膜中溶有O2,呈弱酸性、中性或碱性:负极:Fe—2e-=Fe2+ 正极:O2+4e-+2H2O=4OH-总反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3 =Fe2O3·xH2O(铁锈)+(3-x)H2O注:I、只有位于金属活动性顺序中氢前的金属才可能发生析氢腐蚀,氢后的金属不能发生II、氢前和氢后的金属都可发生吸氧腐蚀III、吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式,主要原因有两个,第一:水膜一般不显强酸性;第二:多数金属都可发生二、金属的防护(一)改变金属材料的组成1、方法:在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。
课时34 金属的腐蚀与防护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 +n H 2O===M(OH)n +n 2H 2↑ 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【答案】C【解析】金属腐蚀的本质主要是金属原子失电子被氧化,腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼,外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质相接触,腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。
A 中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀,为M -n e -===M n +;B 选项中Sn 、Fe 构成电化学腐蚀,主要是Fe -2e -===Fe 2+,铁先被腐蚀。
常温下,空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,难以和非金属氧化剂(Cl 2、S)等反应,发生化学腐蚀。
2.下列叙述中正确的是( )A .原电池的负极发生还原反应B .电化学腐蚀的实质是金属单质失去电子形成阳离子,而电子直接转移给氧化剂C .金属在中性环境中主要发生析氢腐蚀D .钢铁在潮湿环境中锈蚀时,开始生成Fe(OH)2,而后逐渐变成Fe(OH)3和Fe 2O 3·xH 2O【答案】D【解析】不论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀,都是先生成Fe(OH)2,再逐渐转变成Fe(OH)3和Fe 2O 3·xH 2O 。
3.以下防腐措施中,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者镍制成合金C .在轮船的船壳水线以下部分,装上一锌锭D .在金属表面喷漆【答案】C【解析】在轮船的船壳水线以下部分,装上锌能形成铁锌原电池,锌为负极,被腐蚀,铁被保护。
4.铜制品上的铝质铆钉,在潮湿空气中易发生腐蚀的主要原因可描述为( )A .形成原电池,铝作负极B.形成原电池,铜作负极C.形成原电池时,电流由铝经导线流向铜D.铝质铆钉发生了化学腐蚀【答案】A【解析】金属铝发生的是电化学腐蚀,铝比铜活泼,故金属铝是负极,电流的流动方向与电子的流动方向恰好相反,应是由铜经导线流向铝。
高中化学金属腐蚀与防护金属腐蚀是指金属在与周围环境接触时发生的一种化学或电化学反应,使金属表面受到破坏和损失的过程。
金属腐蚀不仅会减少金属材料的寿命,还会对工程设施和制品的安全性造成威胁。
为了延长金属材料的使用寿命,保护金属材料免受腐蚀的侵害,人们开展了广泛的研究和应用。
I. 金属腐蚀的类型金属腐蚀主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。
1. 化学腐蚀化学腐蚀是指金属在接触到化学物质时发生的一种化学反应,导致金属表面的破坏和腐蚀。
常见的化学腐蚀包括金属与酸、碱、盐等化合物的反应,如酸性环境下的金属溶解。
2. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属在电解质溶液或湿润环境中受到氧化和还原反应影响而发生的腐蚀现象。
它通常表现为金属表面的局部腐蚀,如锈斑、腐蚀孔等。
II. 金属腐蚀的原因金属腐蚀的原因主要有以下几个方面:1. 环境因素环境因素是金属腐蚀的主要原因之一。
不同的环境条件对金属腐蚀的影响不同,如湿度、温度、酸碱度等。
湿度较高、温度较高、含有酸碱物质的环境通常会加速金属腐蚀的发生。
2. 金属本身因素金属本身的化学组成、物理性质以及表面处理等因素也会影响金属腐蚀的程度和速率。
不同金属的耐蚀性不同,有些金属具有较高的抗腐蚀性能,而有些金属则容易受到腐蚀。
III. 金属腐蚀的防护方法为了保护金属材料免受腐蚀的侵害,人们提出了多种防护方法,主要包括物理防护、化学防护和电化学防护。
1. 物理防护物理防护是指通过物理手段对金属进行保护,阻止金属与环境接触。
常见的物理防护方法包括涂层、包覆、屏障等。
涂层是将耐蚀性材料涂覆在金属表面,形成一层保护膜来阻隔金属与环境的接触;包覆是将金属包裹在其它材料中,形成一层保护层;屏障是通过物理隔离来防止金属被接触到。
2. 化学防护化学防护是指通过使用化学物质来形成一层保护膜,阻止金属与环境的接触。
常见的化学防护方法包括涂层、化学处理等。
涂层是将具有防腐蚀性能的涂料或化学物质涂覆在金属表面,形成一层防腐蚀膜;化学处理是将金属浸泡在具有防腐蚀性质的溶液中,使金属表面形成一层保护性氧化膜。
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高中高二化学金属的腐蚀与防护知识点归纳
化学一词,若单是从字面解释就是变化的科学。
为大家推荐了高二化学金属的腐蚀与防护知识点,请大家仔细阅读,希望你喜欢。
一、教材分析
《金属的电化学腐蚀与防护》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第四章第四节,在学习了原电池原理及电解池原理的基础上展开,介绍了金属腐蚀造成的严重危害、电化学腐蚀的原理及防止金属腐蚀的几种方法,重点是掌握金属电化学腐蚀(析氢腐蚀和吸氧腐蚀)的本质(金属表面形成了微型原电池),同时指出,人们根据对金属电化学腐蚀本质的认识,发现了防护金属电化学腐蚀的方法,并具体地介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法,不但运用原电池原理(牺牲阳极的阴极保护法),也再次运用了电解原理(外加电流的阴极保护法),加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。
本节内容是本章理论知识的实际应用,有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
二、教学目标
1.知识目标:
(1) 知道金属腐蚀的两种类型(化学腐蚀和电化学腐蚀)。
(2) 能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。
1。
《金属的腐蚀与防护》说课稿一、教学分析1、内容选择:本次实验课选自人教版高中化学《选择性必修一》第四章第三节《金属的腐蚀与防护》,是继电化学原理知识系统学习后,原电池和电解池知识的发展与应用。
另一方面,学生发现教室清洁使用的钢丝球,半天旧生锈明显,而家用的钢丝球很少生锈,对该现象的原因很好奇。
查阅《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》对该部分的“内容要求”、“学习活动建议”和“学业要求”做出了相关要求。
同时新高考试题越来越体现情境化、探究性、实践性的特点,于是本课以钢丝球为载体,展开金属的腐蚀与防护的探究性学习。
2、学情分析:该阶段学生已经学习了氧化还原知识及电化学原理知识,具备独立分析出析氢腐蚀原理的能力,但对吸氧腐蚀较陌生,需完善学习。
3、教学目标设计的初衷是提高宏微结合、证据推理、探究与创新、态度与责任四大核心素养,落到知识角度,得到具体教学目标:1.掌握金属发生吸氧腐蚀的原理,构建金属电化学腐蚀的分析模型;2.探究金属在酸性、中性、碱性条件下的腐蚀类型,感受金属腐蚀的普遍性及危害,学习科学探究的方法。
3.掌握金属腐蚀的防护方法,体会化学知识对社会生活的重要作用。
4.重难点:金属吸氧腐蚀的原理及过程;金属在弱酸性条件下的电化学腐蚀类型;金属防腐措施的自主设计。
二、内容创新教材中安排四个实验来突破两个难点,即:吸氧腐蚀的判断和牺牲阳极法;本课对教材进行整合改进后,设计三个实验突破三个重点,即:1.创新演示实验,探究钢丝球在NaCl溶液中的腐蚀情况,理解吸氧腐蚀的全过程;2.创新合作探究实验,探究不同pH下钢铁的腐蚀类型;3.创新课外自主实验,探究金属防腐措施的效果,从三个角度设计金属防腐措施。
三、教学过程情境素材一:学生发现教室清洁使用的一款钢丝球,才半天就生锈了,而家里使用的钢丝球却很少生锈。
由此引导学生从钢丝球本身以及接触的环境两个方面来寻找易生锈和不易生锈的的原因。
易锈钢丝球的产品参数材料显示为“钢丝”,主要含Fe和C,不锈钢丝球的材料为“不锈钢”,主要含Fe、C、Cr、Ni等。
第四章《化学反应与电能》教学设计第三节金属的腐蚀与防护【课前检测】【检测1】下列“铁钉镀铜”实验装置设计正确的是A.B.C.D.【答案】B【详解】要在铁钉上镀铜,则应Cu与电源正极相连,为阳极,失去电子,阴极为铁,接电源负极,电解质溶液应为含铜离子的盐溶液,故选B。
【检测2】用铂电极电解下列物质的溶液,当耗电量相同时,阴极和阳极上同时都有气体产生,且溶液的pH下降的是A.H2SO4B.CuSO4C.HCl D.KCl【答案】A【详解】A.用铂电极电解硫酸,相当于电解水,阴极和阳极上同时都有气体产生,硫酸浓度增大,溶液pH降低,故A正确;B.用铂电极电解硫酸铜溶液,生成铜、氧气和硫酸,反应生成酸,溶液pH降低,但阴极无气体产生,故B错误;C.用铂电极电解HCl溶液,生成氢气、氯气,阴极和阳极上同时都有气体产生,但消耗HCl,则溶液pH升高,故C错误;D.用铂电极电解氯化钾溶液,生成氢氧化钾和氢气、氯气,反应生成碱,溶液pH 值升高,故D错误;【情境引入】金属腐蚀的现象普遍存在,常常是自发进行的。
比如我们会看到有些桥梁金属连接处会有铁锈,还有工厂设备的灵敏度降低也是金属环节生锈的原因,那么我们需要了解金属腐蚀的原因,并采取有效措施防止金属腐蚀具有重要意义。
一、金属的腐蚀影响因素:金属本身性质,受温度影响很大;【讨论】生活中常见的化学腐蚀;【学生】铁与氯气直接反应而腐蚀;输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀;金属直接氧化性性腐蚀品。
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,比较活泼的金属失去电子而被氧化。
二、电化学腐蚀—钢铁腐蚀【引入】钢铁制品在潮湿空气中的锈蚀就是电化学腐蚀的典型例子。
在潮湿的空气中,钢铁制品表面会形成一薄层水膜,空气中的CO2、SO2、H2S等物质溶解在其中形成电解质溶液,并与钢铁制品中的铁和少量单质碳构成原电池。
由于条件不同,钢铁腐蚀可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
《金属的腐蚀与防护》说课稿尊敬的各位评委、老师:大家好!今天我说课的题目是《金属的腐蚀与防护》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程、板书设计这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《金属的腐蚀与防护》是高中化学选修 1《化学与生活》中的重要内容。
本节课主要介绍了金属腐蚀的原因、类型以及防护方法。
通过对这部分知识的学习,学生能够将化学知识与实际生活紧密联系起来,了解化学在解决生活实际问题中的重要作用,同时也为后续学习电化学知识打下基础。
在教材编排上,先介绍了金属腐蚀的现象和危害,引发学生对金属腐蚀问题的关注和思考,然后深入探讨了金属腐蚀的原理和类型,最后重点阐述了金属防护的方法和措施。
这种由现象到本质,再到解决问题的编排方式,符合学生的认知规律,有助于学生逐步构建知识体系。
二、学情分析学生在之前的化学学习中已经掌握了一些金属的性质和氧化还原反应的知识,具备了一定的分析问题和解决问题的能力。
但是对于金属腐蚀的微观原理和防护方法的综合应用,还需要进一步的学习和探究。
此外,高中生具有较强的好奇心和求知欲,对与生活密切相关的化学问题充满兴趣。
因此,在教学中可以充分利用生活中的实例和实验现象,激发学生的学习积极性,引导学生主动参与学习过程。
三、教学目标1、知识与技能目标(1)了解金属腐蚀的定义、类型(化学腐蚀和电化学腐蚀)和危害。
(2)理解金属电化学腐蚀的原理(析氢腐蚀和吸氧腐蚀)。
(3)掌握金属防护的方法和措施。
2、过程与方法目标(1)通过实验探究和观察分析,培养学生的实验操作能力、观察能力和逻辑思维能力。
(2)通过对金属腐蚀原理的学习,培养学生运用化学知识解决实际问题的能力。
3、情感态度与价值观目标(1)通过了解金属腐蚀的危害,增强学生的环保意识和节约资源的意识。
(2)通过对金属防护方法的研究,培养学生的创新精神和实践能力。
四、教学重难点1、教学重点(1)金属电化学腐蚀的原理(析氢腐蚀和吸氧腐蚀)。