课题课题4金属制品的防护金属制品的防护课程标准导航课程标准导航1.探究金属腐探究金属腐蚀的化学原理，知道金属防腐的化学原理，知道金属防腐蚀的方法。的方法。2理解原理解原电池的工作原理，加深池的工作原理，加深对金属化学金属化学性性质的理解。的理解。3从金属腐从金属腐蚀原理到解决防腐原理到解决防腐蚀方法，培养方法，培养学生分析并解决学生分析并解决实际问题的能力。的能力。新知初探自学导引新知初探自学导引自主学自主学习一、金属腐一、金属腐蚀1定定义：金属或合金与周：金属或合金与周围接触到的物接触到的物质直直接接发生生_反反应而引起而引起损耗的耗的过程。程。2本本质：金属原子失去：金属原子失去电子生成子生成_：(Rne=Rn)。氧化氧化还原原金属阳离子金属阳离子3金属腐金属腐蚀的分的分类(1)化学腐化学腐蚀：金属与氧化：金属与氧化剂直接接触而被腐直接接触而被腐蚀的的过程。程。(2)电化学腐化学腐蚀：金属在有：金属在有电解解质溶液存在的溶液存在的情况下通情况下通过_发生的腐生的腐蚀。特点：。特点：伴有微弱的伴有微弱的_产生。生。原原电池反池反应电流流zxxkw想一想想一想1电化学腐化学腐蚀与化学腐与化学腐蚀有何不同？有何不同？提示：提示：电化学腐化学腐蚀过程中有程中有电流流产生，化学腐生，化学腐蚀无无电流流产生。生。二、自行二、自行车金属部件的防腐金属部件的防腐蚀1给车架、架、挡泥板、泥板、车后座后座_；2给链条涂上条涂上_，给轴承涂上承涂上_；3将将车把、把、车圈、圈、车辐条条进行行_；4将将车座座弹簧用一簧用一层_保保护。5采用采用_做自行做自行车的零部件。的零部件。6金属腐金属腐蚀的防的防护。烤上一烤上一层漆漆机油机油凡士林凡士林电镀“烤烤蓝”合金合金三、自行三、自行车中的合金材料中的合金材料1合金：由合金：由_与其他金属或非金属熔合与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物而成的具有金属特性的物质。2合金与其成分金属相比：具有良好的物理、合金与其成分金属相比：具有良好的物理、_和机械性能。和机械性能。3自行自行车中常用的合金材料：中常用的合金材料：铁合金、合金、_、钛合金、合金、镁合金。合金。金属金属化学化学铝合金合金想一想想一想2镁合金的合金的优良性能有哪些？良性能有哪些？提示：提示：质轻，在增，在增强强交通工具的架构交通工具的架构强强度、减度、减轻重量、增重量、增强强安全性、安全性、节约能源、抗冲能源、抗冲击和抗和抗振振动等方面有很大等方面有很大优势。zxxkw自主体验自主体验1如如图所示自行所示自行车各部件防腐措施不恰当的各部件防腐措施不恰当的是是()A涂机油涂机油 B烤漆烤漆C镀锌 D镀铬解析：解析：选A。车把涂机油不恰当，因把涂机油不恰当，因为车把是把是手必手必须接触的部位。接触的部位。2相同材相同材质的的铁在下列情形下最不易被腐在下列情形下最不易被腐蚀的是的是()解析：解析：选C。A、B、D项都因原都因原电池原理而被池原理而被腐腐蚀，A、D项是析是析氢腐腐蚀，B项是吸氧腐是吸氧腐蚀, C项中中铁球被球被Cu保保护，不易腐，不易腐蚀。3(2012潍坊高二模坊高二模块检测)如如图所示，水槽中所示，水槽中试管内有一枚管内有一枚铁钉，放置数，放置数天后天后观察。察。(1)若液面上升，若液面上升，则溶液呈溶液呈_性，性，发生生_腐腐蚀，电极反极反应式：式：负极极_，正极，正极_。(2)若液面下降，若液面下降，则溶液呈溶液呈_性，性，发生生_腐腐蚀，电极反极反应式：式：负极极_，正极正极_。解析：解析：(1)若水面上升，若水面上升，说明明试管内管内压强强减小，减小，试管内气体参与了管内气体参与了铁的腐的腐蚀，故，故铁发生吸氧腐生吸氧腐蚀。(2)若液面下降，若液面下降，说明明试管内气体增多，管内气体增多，压强强增大，故增大，故为析析氢腐腐蚀，电解解质溶液溶液为酸性。酸性。答案：答案：(1)中性或弱酸性吸氧中性或弱酸性吸氧Fe2e=Fe2O22H2O4e=4OH(2)酸析酸析氢Fe2e=Fe22H2e=H2要点突破讲练互动要点突破讲练互动要点要点1析析氢腐腐蚀与吸氧腐与吸氧腐蚀的比的比较探究探究导引引1影响金属腐影响金属腐蚀的因素有哪些？的因素有哪些？提示：提示：(1)金属的性金属的性质，(2)介介质，(3)氧化氧化剂。探究探究导引引2哪些金属可以哪些金属可以发生析生析氢腐腐蚀？提示：提示：只有在金属活只有在金属活动性性顺序中位于序中位于氢前面的前面的金属才可能金属才可能发生析生析氢腐腐蚀。要点归纳要点归纳析析氢腐腐蚀与吸氧腐与吸氧腐蚀的比的比较析析氢腐腐蚀吸氧腐吸氧腐蚀形成条件形成条件水膜酸性水膜酸性较强强水膜酸性很弱或呈水膜酸性很弱或呈中性中性负极材料极材料Fe负极反极反应Fe2e=Fe2正极反正极反应2H2e=H2O22H2O4e=4OH析析氢腐腐蚀吸氧腐吸氧腐蚀总反反应Fe2H=Fe2H22Fe2H2OO2=2Fe(OH)24Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O33H2O最最终腐腐蚀产物物铁锈(Fe2O3的复的复杂水合物水合物)普遍性普遍性吸氧腐吸氧腐蚀比析比析氢腐腐蚀更普遍更普遍即时应用即时应用1钢铁在潮湿的空气中会被腐在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原生的原电池反池反应为：2Fe2H2OO2=2Fe24OH。以下。以下说法正确的是法正确的是()A负极极发生的反生的反应为：Fe2e=Fe2B正极正极发生的反生的反应为：2H2OO22e=4OHC原原电池是将池是将电能能转变为化学能的装置化学能的装置D钢柱在水下部分比在空气与水交界柱在水下部分比在空气与水交界处更容更容易腐易腐蚀解析：解析：选A。由原。由原电池反池反应式知式知负极极为Fe2e=Fe2,正极正极为2H2OO24e=4OH,所以所以A项对B项错；原；原电池是将化学能池是将化学能转化化为电能的装置，能的装置，C项错；根据原；根据原电池原理池原理钢柱在柱在空气与水交界空气与水交界处更容易腐更容易腐蚀，D项错。要点要点2金属的防金属的防护探究探究导引引3车辐条条镀锌是常是常见的的电镀工工艺，其保其保护作用的原理是什么？作用的原理是什么？提示：提示：由于由于锌比比铁活活泼，镀层破破损后，在潮后，在潮湿的空气中湿的空气中锌铁形成原形成原电池，池，锌做做负极被腐极被腐蚀，而，而铁被保被保护，故不易腐，故不易腐蚀。探究探究导引引4何何谓“烤烤蓝”？有何作用？有何作用？提示：提示：“烤烤蓝”又称又称“发蓝”，也是一种常，也是一种常见的的铁器表面器表面处理方法。它可以使理方法。它可以使铁器表面生成器表面生成一一层致密的致密的Fe3O4薄膜，增薄膜，增强强铁器件的抗腐器件的抗腐蚀能力。能力。要点归纳要点归纳1金属防金属防护方法方法2金属金属电化学防化学防护方法比方法比较电化学化学防防护牺牲阳极保牲阳极保护法法阴极阴极电保保护法法依据依据原原电池原理池原理电解池原理解池原理原理原理形成原形成原电池池时，被，被保保护金属作正极金属作正极(阴阴极极)，不反，不反应受到保受到保护；活；活泼金属作金属作负极极(阳极阳极)，发生反生反应受到腐受到腐蚀。阳极。阳极要定期予以更要定期予以更换将被保将被保护金属与另金属与另一附加一附加电极作极作为电解池的两个极，使解池的两个极，使被保被保护金属作阴极，金属作阴极，在外加直流在外加直流电的作的作用下使阴极得到保用下使阴极得到保护电化学化学防防护牺牲阳极保牲阳极保护法法阴极阴极电保保护法法应用用一些一些钢铁设备如如锅炉内壁、船体炉内壁、船体外壳等装上外壳等装上镁合合金或金或锌片片土壤、海水及水土壤、海水及水中的金属中的金属设备电化化学防学防护牺牲阳极保牲阳极保护法法阴极阴极电保保护法法实例例示意示意图即时应用即时应用2有关金属腐有关金属腐蚀的防的防护，下列，下列说法中不正确法中不正确的是的是()A可在可在铁制品表面涂制品表面涂喷油漆防油漆防护B铝制容器表面形成氧化膜，使制容器表面形成氧化膜，使铝的抗的抗蚀性性增增强强C在在轮船尾部船尾部镶嵌嵌锌块可防止船体受可防止船体受损D将将铝线和和铜丝拧在一起可保在一起可保护铝解析：解析：选D。A、B选项均属于外加防均属于外加防护层的的防防护措施，措施，C项锌比比铁活活泼，Zn、Fe形成原形成原电池中池中Zn做做负极，极，Fe做正极被保做正极被保护；D项铜铝形成原形成原电池中池中铝做做负极被腐极被腐蚀，达不到保，达不到保护铝的目的。的目的。题型题型1金属腐蚀的原理金属腐蚀的原理 题型探究权威预测题型探究权威预测例例1B金属的金属的电化学腐化学腐蚀的的实质是是MneMn，电子直接子直接转移移给氧化氧化剂C金属的化学腐金属的化学腐蚀必必须在酸性条件下在酸性条件下进行行D在潮湿的中性在潮湿的中性环境中，金属的境中，金属的电化学腐化学腐蚀主要是吸氧腐主要是吸氧腐蚀【解析解析】A项，金属在潮湿空气中的腐，金属在潮湿空气中的腐蚀以以吸氧腐吸氧腐蚀为主。主。C项，金属的化学腐，金属的化学腐蚀需接触需接触氧化性气体或氧化性物氧化性气体或氧化性物质，不是必，不是必须在酸性条在酸性条件下，且金属失去件下，且金属失去电子被氧化，子被氧化，电子直接子直接转移移给氧化氧化剂。【答案答案】D【规律方法律方法】金属腐金属腐蚀快慢的比快慢的比较金属在不同条件下的腐金属在不同条件下的腐蚀速率不同，一般速率不同，一般规律：律：电解池阳极解池阳极原原电池池负极极普通普通单一金属一金属有防有防护措施的。措施的。题型型2金属制品的防金属制品的防护日常生日常生产、生活中用到、生活中用到许多金属制品，多金属制品，从从实用美用美观角度考角度考虑，选择下列合适的金属材下列合适的金属材料或保料或保护(防腐防腐蚀)方法，将序号填入下表相方法，将序号填入下表相应空格中空格中不不锈钢白白铁(镀锌铁皮皮)铝合金合金镀铬铁管管涂漆涂漆镶嵌嵌锌块与直流与直流电源源负极相极相连(阴极保阴极保护法法)例例2用途用途选用的材料或保用的材料或保护的方法的方法菜刀菜刀楼梯扶手或楼梯扶手或阳台阳台护栏水桶水桶航海航海轮船船水水闸吊吊车塔架塔架房房门窗框窗框【思路点思路点拨】解答此解答此题注意以下两点：注意以下两点：(1)理理论联系系实际。(2)结合日常合日常观察、察、综合分析。合分析。【解析解析】菜刀接触潮湿菜刀接触潮湿较多，且要求机械多，且要求机械强强度大，清度大，清洁卫生等，故生等，故选不不锈钢；楼梯扶；楼梯扶手、手、护栏等要求安全美等要求安全美观，经济实惠，故惠，故选镀铬铁管；水桶管；水桶处于潮湿于潮湿环境，且摩擦碰撞境，且摩擦碰撞较多，故多，故选镀锌铁皮；航海皮；航海轮船船则采用采用镶嵌嵌锌块法保法保护，效果良好；水，效果良好；水闸位置固定宜采位置固定宜采用外加用外加电流的阴极保流的阴极保护法；吊法；吊车塔架只求塔架只求坚固防固防锈且且经济，故涂漆保，故涂漆保护就可以了；就可以了；门窗框从窗框从轻便美便美观考考虑，可，可选用用铝合金材料。合金材料。【答案答案】【名名师点睛点睛】在解决关于金属腐在解决关于金属腐蚀的的题目目时，要注意要注意总结物物质的特殊性与一般性的关系，如合的特殊性与一般性的关系，如合金中的两种金属活金中的两种金属活泼性不同，按原性不同，按原电池的形成条池的形成条件与原理，在件与原理，在电解解质溶液中一般情况下能溶液中一般情况下能发生原生原电池反池反应，而使金属腐，而使金属腐蚀速率加快，但加入速率加快，但加入镍、铬等金属的合金却耐腐等金属的合金却耐腐蚀，这是特性。是特性。课堂达标即时巩固课堂达标即时巩固1钢铁在很弱的酸性或中性条件下在很弱的酸性或中性条件下发生生电化化学腐学腐蚀时，正极的反，正极的反应式式为()AFe2e=Fe2B2H2e=H2C2H2OO24e=4OHDFe3e=Fe3解析：解析：选C。吸氧腐。吸氧腐蚀正极反正极反应是是O2得得电子子发生生还原反原反应：2H2OO24e=4OH。2如如图是在法国拍是在法国拍卖会拍会拍卖的我国的我国圆明园明园兽首首兔首和鼠首，拍兔首和鼠首，拍卖台上渴望回家的台上渴望回家的铜器器兔首和鼠首看上去仍熠熠生兔首和鼠首看上去仍熠熠生辉。下列。下列对其原因其原因的分析，最可能的是的分析，最可能的是()A它它们的表面都的表面都电镀上了一上了一层耐腐耐腐蚀的黄金的黄金B环境境污染日染日趋严重，它重，它们表面的表面的铜绿被酸被酸雨溶液洗去雨溶液洗去C铜的活的活动性比性比氢弱，因此不易被氧化弱，因此不易被氧化D它它们是含一定比例金、是含一定比例金、银、锡、锌的的铜合合金金解析：解析：选D。本。本题以我国国宝以我国国宝圆明园鼠首和兔明园鼠首和兔首首铜像像为素材考素材考查金属的保金属的保护和合金的概念，和合金的概念，最有可能是改最有可能是改变了金属内部了金属内部结构构(形成合金形成合金)，从而防止了金属的腐从而防止了金属的腐蚀。3(2012潍坊高二模坊高二模块检测)下列叙述下列叙述错误的是的是()A锌跟稀硫酸反跟稀硫酸反应制取制取氢气，加入少量硫酸气，加入少量硫酸铜粉末能加快反粉末能加快反应速率速率B白白铁(镀锌铁)镀层破破损后即失去保后即失去保护作用作用C钢铁制品与外接制品与外接电源的源的负极相极相连可以防止可以防止腐腐蚀D电化学腐化学腐蚀过程中存在程中存在电极反极反应，产生微生微电流流解析：解析：选B。镀锌铁镀层破破损后，若后，若发生生电化化学腐学腐蚀时，Zn、Fe形成原形成原电池中池中Zn做做负极，极，Fe做正极被保做正极被保护。4下下图中，中，铁腐腐蚀由快到慢的由快到慢的顺序序为(未未标注注的的电解解质溶液溶液为水水)_。解析：解析：中由于水中溶解了氧气，中由于水中溶解了氧气，铁与与杂质碳碳会形成原会形成原电池，池，发生生电化学腐化学腐蚀；中中铁在油在油中，氧气中，氧气难以溶解，无以溶解，无电解解质溶液，不能形成溶液，不能形成原原电池；池；、都形成原都形成原电池，但池，但中中铁为正正极，受到保极，受到保护，中中铁为负极，被氧化；极，被氧化；、都形成都形成电解池，解池，中中铁与与电源的正极相源的正极相连，做阳极，氧化速率增大；做阳极，氧化速率增大；中中铁与与电源的源的负极极相相连，做阴极，受到保，做阴极，受到保护。所以。所以铁腐腐蚀由快到由快到慢的慢的顺序序为。答案：答案：5我我们炒炒过菜的菜的铁锅几天后几天后“锈迹斑斑迹斑斑”，试问发生了什么生了什么变化？化？解析：主要解析：主要发生了吸氧腐生了吸氧腐蚀。答案：答案：铁锅中中发生了原生了原电池反池反应，铁做做负极，极，铁锅中的碳做正极，菜汁中的碳做正极，菜汁盐水做水做电解解质溶液：溶液：2Fe4e=2Fe2，O22H2O4e=4OH，因此，因此，2FeO22H2O=2Fe(OH)2，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，Fe(OH)3分解生成分解生成铁锈。