第三章探索生活材料
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电化学腐蚀电化学腐蚀就是金属和电解质组成两个电极,组成腐蚀原电池。
例如铁和氧,因为铁的电极电位总比氧的电极电位低,所以铁是阳极,遭到腐蚀.特征是在发生氧腐蚀的表面会形成许多直径不等的小鼓包,次层是黑色粉末状溃疡腐蚀坑陷。
1基本介绍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,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。
我们知道,钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀,但潮湿的空气中却很快就会腐蚀。
原来,在潮湿的空气里,钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜里含有少量的氢离子与氢氧根离子,还溶解了氧气等气体,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。
在这些原电池里,铁是负极,碳是正极。
铁失去电子而被氧化。
电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。
金属材料与电解质溶液接触,通过电极反应产生的腐蚀。
电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。
在反应中,金属失去电子而被氧化,其反应过程称为阳极反应过程,反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物(或金属难溶盐);介质中的物质从金属表面获得电子而被还原,其反应过程称为阴极反应过程。
在阴极反应过程中,获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂.在均匀腐蚀时,金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别,进行两种反应的表面位置不断地随机变动。
如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应,其余表面区域主要进行阴极反应,则称前者为阳极区,后者为阴极区,阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。
直接造成金属材料破坏的是阳极反应,故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接,以使腐蚀发生在电位较低的金属上。
2相关原理金属的腐蚀原理有多种,其中电化学腐蚀是最为广泛的一种.当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气电化学腐蚀中,金属表面会形成一种微电池,也称腐蚀电池(其电极习惯上称阴、阳极,不叫正、负极)。
第三章探索生活材料第二节金属的腐蚀和防护一、教材分析《金属的腐蚀和防护》是人教版高中化学选修一《化学与生活》第三章第二节。
本节包括两部分内容:金属的腐蚀和防护。
内容涉及金属腐蚀的化学原理(化学腐蚀、电化学腐蚀)、影响腐蚀速率的因素、强调指出金属腐蚀的本质以及金属防护的常用方法等。
在学习了原电池原理的基础上,引导学生学习金属的腐蚀与防护,重点是能够用金属电化学腐蚀的原理解释生活中金属腐蚀的现象,加深了学生对化学与生活实际联系的认识。
本节内容是本章理论知识的实际应用,有助于学生将感性认识转化为理性认识,从而体会化学学习的价值,更有利于培养学生发现问题、分析问题、联系实际解决问题的能力。
二、学情分析已有基础:初中化学进行过活动与探究《铁钉锈蚀的条件》实验,了解了铁的腐蚀是氧气和水共同作用的结果,并且学习了原电池原理,再此基础上学习比较容易接受。
知识不足:对知识的学习只注重表面现象,缺少生活经验。
能力不足:缺乏理论联系实际的能力,缺乏一定的综合思维能力。
发展方向:了解化学与人类生产、生活的密切关系,培养学习化学的兴趣;培养由现象看本质的辩证唯物主义观点,发展从实践到理论、又从理论到实践的认知规律。
三、教学目标(一)知识与技能1.掌握金属腐蚀的化学原理;2.知道金属防护的常用方法,认识防止金属腐蚀的重要意义。
(二)过程与方法通过观察演示实验,结合日常生活经验,分析实验本质,体验科学探究的过程,学习探究方法,初步形成科学探究的能力。
(三)情感态度与价值观感受化学在生产生活中的重要地位,培养学生关注社会问题的意识和责任感。
四、教学重、难点重点:金属的电化学腐蚀原理难点:金属的电化学腐蚀原理五、教学过程六、课堂练习1.在新疆吐鲁番和海南省两地,哪个地区铁生锈相对慢一些?为什么?2.请你预测铁在月球上会不会生锈?为什么?七、作业布置完成教材P53页2、4题八、板书设计第二节金属的腐蚀和防护九、教学反思。
选修1(化学与生活)的课后习题参考第二章促进身心健康第一节习题合理选择饮食习题参考1 如果供居民饮用的所有的水都是纯净水(几乎不含有任何杂质),由于水是一种很好的溶剂,有较强的溶解能力,长期饮用可能将体内的一些必需元素溶解排出而造成营养成分丢失;还可能破坏人体细胞内的平衡,导致新陈代谢紊乱;同时纯净水不能提供人体所必需的一些常量元素和微量元素,因此长期饮用对人体健康可能是有害的。
2 提示:无公害食品允许使用部分较为安全的化学合成物质,但是使用方式和残留数量受到严格限制,保证不会达到影响人体健康的残留水平。
目前,我国的无公害食品主要是无公害蔬菜。
对绿色食品和有机食品的质量要求比无公害食品的要高。
对于绿色食品来说,要求食品的农业生产环境质量良好,食品的生产过程遵守国家有关规定,产品经过专门监测单位严格检测,包装、储存、运输等过程也严格按照有关标准进行。
我国的绿色食品分为“A级”和“AA级”两个等级。
有机食品也称生态食品或生物食品。
在其生产和加工过程中绝对禁止使用农药、化肥、植物生长调节剂等人工合成物质,而且不允许使用基因工程技术。
生产有机食品的原料必须来源于无污染的环境。
有机食品的要求高于“A级”绿色食品,与“AA级”绿色食品相似。
3 (1)晒干、风干、烘干、冷冻干燥等。
(2)脱水可以消除食物中微生物和细菌繁殖所需要的水分,防止有水参加的、能导致食物腐败的有关反应(如霉变、发酵等)的发生。
(3)饼干、干果、干鱼和干肉等。
4 C5 提示:食品中加入营养强化剂有助于补充食品中缺少的、或在加工过程中损失的营养成分或微量元素等,如碘、铁、锌、钙、赖氨酸和维生素等,对于提高食品的营养价值有重要作用。
但是否需要食用含有营养强化剂的食品,应根据各地情况和每个人的具体情况以及医生的建议而定。
切不可盲目地食用含有营养强化剂的食品或补剂,儿童和青少年尤其要注意这一点。
第二章促进身心健康第二节习题正确使用药物习题参考1 “水能载舟,亦能覆舟”,这里的水指药物,舟指患者。
高二化学试题第三章探索生活材料原子量:Na 23,O 16,Ca 40,Si 28一、选择题(每小题只有一项最佳答案,将答案填写在答题卡中,每小题2分,共30分)1. 下列对合金描述不正确的是()A. 合金最多只能含有两种元素B. 多数合金的硬度较大C. 多数合金的熔点比成分金属低D. 合金的性能跟合金元素的种类有关2. 右图为纯金属和合金结构示意图,下列说法不正确是()A. 成分金属原子用小球表示B. 纯金属原子呈规整的层状排列C. 原子间隙很小,排列致密D. 加入其他元素的原子让原子层滑动更容易3. 不锈钢是一种()A. 生铁B. 碳素钢C. 合金钢D. 铝合金4. 下列物品中是由生铁铸造的是()A. 5角硬币B. 现代家居金属窗框C. 炒菜锅D. 保温瓶内胆5. 硬铝是制造飞机和宇宙飞船的理想材料,下列哪一项不应该是硬铝的性能()A. 密度小B. 强度高C. 抗腐蚀D. 加工性差6. 下列不属于铜合金的是()A. 紫铜B. 青铜C. 黄铜D. 白铜7. 氢气可以作燃料,下列说法错误的是()A. 氢气是一种理想的清洁能源B. 氢能利用存在两大难题:制取和存储C. 储氢合金吸放氢气速率慢D. 储氢合金吸收氢气量大8. 下列对金属生锈与除锈的说法不正确的是()A. 铁锈呈红褐色B. 铜锈呈绿色C. 稀硫酸可以用于除铁锈D. 稀盐酸不能与铜锈反应9. 燃气灶中心的金属容易生锈,这说明化学腐蚀速率与()有关A. 催化剂B. 温度C. 反应物本性D. 气体浓度10. 电化学腐蚀的本质是()A. 氧化还原反应B. 酸碱中和反应C. 置换反应D. 分解反应11. 下列钢铁腐蚀的说法不正确的是()A. 铁和碳构成微小原电池B. 铁作为电池正极C. 碳表面电子聚集D. 水膜作为电解液12. 下列不属于金属防护措施的是()A. 在金属外涂一层油漆B. 在金属外镀一层铬C. 在金属外包一层塑料D. 将金属置于温度较高的地方保存13. 手工制陶工艺中,下列工序是在窑炉里完成的是()A. 烧结B. 混合C. 成型D. 干燥14. 下列不属于三大合成材料的是()A. 塑料B. 陶瓷C. 合成纤维D. 合成橡胶15. 下列关于塑料的叙述错误的是()A. 塑料的主要成分是合成树脂。
人教版高中化学选修一第三章知识点汇总第三章探索生活材料3.1 合金一、认识合金1、合金:是由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有具有金属特性的物质。
2、合金的物理性质:(1)一般情况下,与各成分的金属相比,合金比纯金属硬度更大、更坚固。
(2)多数合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点都低。
(合金是混合物,但与其它的混合物不同,合金有固定的熔、沸点),因为,原子之间吸引力减弱。
(3)一般来说,合金的性质并不是各成分的性质的总和,合金比它的成分金属具有许多良好的物理的、化学的和机械的性能。
(4)合金的性能可以通过所填加的合金元素的种类、合金和生成合金的条件来加以调节。
(如生铁的熔点比纯铁的低)二、使用合金●常使用的合金有铁合金、铝合金、铜合金和新型合金。
生铁和钢是含碳量不同的的两种铁碳合金。
1、铁合金:根据含碳量的不同,铁的合金分为生铁和钢。
●生铁含碳量在2%~4%,还含有硅、锰及少量硫、磷等杂质,机械性能硬而脆,易断裂,可铸不可锻;●钢中含碳量一般在0.03%~2%之间,其它杂质含量也比生铁少,基本上不含硫和磷。
机械性能比生铁优良,硬而韧,有弹性,延展性好,可铸可锻,易加工。
2、钢:一般分为碳素钢和合金钢两大类。
根据含碳量不同,前者可以分为高碳钢、中碳钢和低碳钢。
●含碳量高,硬度大,韧性差、延展性差,含碳量低,硬度小,韧性好、延展性好。
后者最常见的一种是不锈钢,其合金元素主要是Cr和Ni,它在大气中比较稳定,不容易生锈,具有很强的抗腐蚀能力;但不锈钢的不锈是相对的,在海水中会被腐蚀。
3、铝合金●Al是地壳中含量最多的金属元素,纯铝硬度和强度较小,不适于制造机器零件,制成铝合金可改善性能。
常见的铝合金有,硬铝4、常见的铜合金:●有黄铜(Cu-Zn合金,含Zn20%~36%)和青铜(Cu-Sn合金,含Sn10%~30%)5、新型合金:钛合金:被誉为“21世纪金属”的钛所形成的合金,具有质量轻、硬度大、耐腐蚀、良好的抗氧化性,可作为人造骨的材料,又被称为“亲生物金属”。
高中化学第3章探索生活材料第3节玻璃陶瓷和水泥1.玻璃的主要成分和生产原理。
(重点)2.水泥的主要成分和使用注意事项。
(难点)3.以玻璃和陶瓷为例认识物质的组成和反应条件对性能和用途的影响。
(重难点)一、玻璃1.玻璃的形成2.主要性能硬度大,质脆,耐腐蚀,无固定的熔点,属于玻璃态物质。
3.玻璃的种类和用途【提示】玻璃不是纯净物,钢化玻璃和普通玻璃成分完全相同。
二、陶瓷1.生产原料黏土,其主要成分可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O。
2.手工制造陶瓷器的一般过程混合→成型→干燥→烧结→冷却→陶瓷器3.主要性能抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型。
4.为了使陶瓷表面光滑,不渗水,具有丰富的色彩,可以在烧制前在坯体上涂上釉料。
三、水泥1.生产原料:石灰石和黏土、适量石膏。
2.生产过程3.主要成分硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)。
4.性质:(1)水泥具有水硬性。
(2)吸水能力强。
5.用途(1)水泥砂浆:水泥、沙子和水的混合物。
(2)混凝土:水泥、沙子和碎石的混合物。
2.水泥在储存和运输过程中应注意什么?【提示】由于水泥具有很强的吸水能力,能吸收空气中的水分并与之发生化学反应,故储存和运输过程中要注意防水、防潮。
四、玻璃和陶瓷的新发展 1.光导纤 维(简称光纤)⎩⎪⎨⎪⎧主要成分:石英玻璃主要性能:传导光的能力特别强,抗干扰性 能好,通信质量高,防窃听,质量小而细,耐腐蚀,铺设方便用途:制作光缆,还用于医疗、信息处理、传能 传像、遥测遥控和照明等方面2.高温结构陶瓷(2)高温结构陶瓷的优点:耐高温、耐氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等。
(3)高温结构陶瓷在汽车制造业中的应用用高温结构陶瓷制造发动机,发动机的工作温度能稳定在 1 300 ℃左右,由于燃料充分燃烧而又不需要水冷却,使热效率大幅度提高。
第三章探索生活材料检测(B)(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(包括18小题,每小题3分,共54分)1“信息”“材料"和“能源”被称为新科技革命的三大支柱。
下列有关信息错误的是( )A.在即将到来的新能源时代,核能、太阳能、氢能将成为主要能源B。
目前中、美、日等国掌握的陶瓷发动机技术,大大提高了发动机的能量转化效率C.载人飞船使用了大量的复合材料D.合成高分子材料的广泛应用是有百利而无一害的解析任何事物都不是绝对的,高分子材料若使用或处置不当会产生污染.答案D2下列哪些材料是传统无机材料()A.玻璃、水泥B.液晶材料、纳米材料C。
塑料、橡胶D.半导体材料、绝缘体材料解析常见传统无机材料有:玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦等。
答案A3下列材料属于有机高分子合成材料的是( )A.不锈钢水壶外壳B。
汽车玻璃C.真丝衬衫D.尼龙绳解析不锈钢水壶外壳是金属材料制成的,故A错误;汽车玻璃是无机非金属材料制造的,故B错误;真丝衬衫原料是蛋白质,故C错误;尼龙绳是合成纤维制造的,属于有机高分子合成材料,故D正确。
答案D4下列有关金属腐蚀的叙述正确的是()A。
金属越纯越不易被腐蚀B。
干燥环境下金属不被腐蚀C。
铜一定比铁难腐蚀D.金属的腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀解析A项,金属能不能被腐蚀主要取决于它的活动性,而不是它的纯度,如纯钾易被腐蚀,A 不正确;B项,干燥环境下,金属如果遇到氯气,也可以发生化学腐蚀,B不正确;C项,如果遇到浓硝酸,铜比铁易被腐蚀,C不正确。
答案D5SiO2俗称石英砂,是光导纤维的主要成分,下列关于SiO2的有关叙述正确的是( ) A。
SiO2是酸性氧化物,它不溶于水也不溶于任何酸B。
SiO2是制造玻璃的主要原料之一,它在常温下不与NaOH溶液反应C。
因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2,所以H2SiO3酸性比H2CO3的强D.CO2通入水玻璃中可得原硅酸解析SiO2是一种坚硬难溶的固体,除氢氟酸外不溶于任何酸;是一种酸性氧化物,可与NaOH 溶液反应,对应的H2SiO3的酸性比碳酸弱,可由CO2与Na2SiO3反应生成原硅酸,但在制取玻璃的反应中,因生成的CO2气体脱离反应体系,使反应能够进行,故不符合强酸制弱酸的规律。