2019-2020年高中化學(xué) 專題1 第三單元 金屬的腐蝕與防護教學(xué)設(shè)計 蘇教版選修4.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 專題1 第三單元 金屬的腐蝕與防護教學(xué)設(shè)計 蘇教版選修4 (教師用書獨具) ●課標(biāo)要求 能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，認(rèn)識金屬腐蝕的危害，通過實驗探究防止金屬腐蝕的措施。 ●課標(biāo)解讀 1.認(rèn)識金屬腐蝕的危害，并能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因。 2．能正確書寫析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。 3．熟知金屬腐蝕的防護方法。 ●教學(xué)地位 本課時內(nèi)容是本章理論知識的實際應(yīng)用，重點是掌握金屬電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)，通過對金屬腐蝕本質(zhì)的認(rèn)識，發(fā)現(xiàn)了金屬防護的方法，也加深了化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的認(rèn)識。由于金屬腐蝕的普遍性和金屬防護的重要性，所以這一內(nèi)容也是高考?？嫉膬?nèi)容。 (教師用書獨具) ●新課導(dǎo)入建議 生病的自由女神 聳立于美國紐約港外一個海島上15層樓高的自由女神，歷來被認(rèn)為是美利堅合眾國的象征。然而，經(jīng)過近百年的風(fēng)風(fēng)雨雨，她和人一樣，已經(jīng)生病了。 她究竟患了何種“疾病”呢？最近，美、法兩國組織了一個調(diào)查小組，對她進(jìn)行全面體檢，結(jié)果大吃一驚，因為他們發(fā)現(xiàn)自由女神近百年來一直受著一種“疾病”的折磨，那就是：電化學(xué)腐蝕。 自由女神的外殼材料是銅，而支撐整個雕像的內(nèi)支架卻是鐵的，在它們之間僅用一層浸透油的毛氈隔開。年歲久了，設(shè)計者預(yù)先沒想到的事發(fā)生了：首先是那一層毛氈失去了隔離作用，而大西洋潮濕的夾帶著鹽分的空氣有意向自由女神不斷地進(jìn)行攻擊，無數(shù)的原電池便在自由女神的身上形成，這種原電池以鐵為負(fù)極，銅為正極，夾帶鹽分的濕空氣正好在兩極之間起著電解質(zhì)溶液的作用，結(jié)果加速了鐵的腐蝕。 這樣，自由女神的鐵架表面一層又一層地銹蝕，蓬松的氧化鐵使鐵架的體積膨脹，鉚固的支腳被撐斷，發(fā)展下去，將會自身難保。通過本單元的學(xué)習(xí)，相信你能成為保護自由女神的勇士。 ●教學(xué)流程設(shè)計 課前預(yù)習(xí)安排： 1．看教材P23－25填寫[課前自主導(dǎo)學(xué)]中的“一，金屬的電化學(xué)腐蝕” 并完成[思考交流1]，看教材P25－26，填寫[課前自主導(dǎo)學(xué)]中的“二，金屬的防護” 并完成[思考交流2] 2．建議方式：同學(xué)之間可以進(jìn)行討論交流?步驟1：導(dǎo)入新導(dǎo)入新課，本課時教學(xué)地位分析?步驟2：建議對[思考交流]1、2多提問幾個學(xué)生，使80%以上的學(xué)生都能掌握該內(nèi)容，以利于下一步對該重點知識的探究 ? 步驟5：在老師指導(dǎo)下由學(xué)生自主完成[變式訓(xùn)練1]和[當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)]中的1、2、5題，驗證學(xué)生對探究點的理解掌握情況。?步驟4：教師通過[例1]和教材P24的講解對探究1中的“鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕”進(jìn)行總結(jié)。?步驟3：師生互動完成探究1“不同類型金屬腐蝕的比較”。互動方式：可利用[問題導(dǎo)思]所設(shè)置的問題，由淺入深進(jìn)行師生互動。建議除例1外，再變換一下命題角度，設(shè)置一些備選例題以拓展學(xué)生的思路。 ? 步驟6：師生互動完成探究2“金屬腐蝕的快慢規(guī)律”?；臃绞剑嚎衫肹問題導(dǎo)思]所設(shè)置的問題，由淺入深進(jìn)行師生互動。?步驟7：教師通過[例2]和教材P26的講解對探究2中的“金屬腐蝕的快慢規(guī)律”進(jìn)行總結(jié)。?步驟8：在老師指導(dǎo)下由學(xué)生自主完成[變式訓(xùn)練2]和[當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)]中的4題，驗證學(xué)生對探究點的理解掌握情況。?步驟9：師生互動完成探究3“電化學(xué)防護法”?；臃绞剑嚎衫肹問題導(dǎo)思]所設(shè)置的問題，師生互動?？墒褂谩敖處焸湔n資源”拓展學(xué)生的思路。 ? 步驟12：先由學(xué)生自主總結(jié)本課時學(xué)習(xí)的主要知識，然后對照[課堂小結(jié)]以明確掌握已學(xué)內(nèi)容。安排學(xué)生課下完成[課后知能檢測]?步驟11：在老師指導(dǎo)下由學(xué)生自主完成[變式訓(xùn)練3]和[當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)]中的3題，驗證學(xué)生對探究點的理解掌握情況。?步驟10：教師通過[例3]和教材P26的講解對探究3中的“金屬的兩種電化學(xué)防護法”進(jìn)行總結(jié)。 課　標(biāo)　解　讀 重　點　難　點 1.能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，認(rèn)識金屬腐蝕的危害，通過實驗探究防止金屬腐蝕的措施。 2.查閱資料并交流：防止鋼鐵腐蝕的方法。 1.知道金屬腐蝕的兩種類型(化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕)。(重點) 2.能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，認(rèn)識金屬腐蝕的危害，了解防止鋼鐵腐蝕的方法。(重點) 3.掌握化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較。(重難點) (對應(yīng)學(xué)生用書第1頁) 金屬的電化學(xué)腐蝕 1.金屬的腐蝕 (1)金屬的腐蝕是指金屬及其合金與周圍環(huán)境中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的現(xiàn)象。 (2)金屬腐蝕的實質(zhì)：金屬原子失去電子被氧化的過程，用反應(yīng)方程式表示(M代表金屬元素)為：M－ne－===Mn＋。 (3)金屬腐蝕的類型 ①化學(xué)腐蝕：指金屬與其他物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕。腐蝕過程中無電流產(chǎn)生。 ②電化學(xué)腐蝕：指不純的金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)，使較活潑的金屬失去電子被氧化而引起的腐蝕。 2．金屬的電化學(xué)腐蝕 (1)吸氧腐蝕：鋼鐵表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性時，氧氣參加電極反應(yīng)，發(fā)生吸氧腐蝕。 (2)析氫腐蝕：金屬表面的電解質(zhì)溶液酸性較強，腐蝕過程中不斷有H2放出。 1．結(jié)合金屬的腐蝕類型分析鋼鐵以哪種腐蝕為主？ 【答案】　由于鋼鐵通常所處的外部環(huán)境干燥度較低，氧氣的存在又比較廣泛，且原電池反應(yīng)比一般的氧化還原反應(yīng)速率高，所以鋼鐵主要是電化學(xué)腐蝕，其次為化學(xué)腐蝕，又因為鋼鐵表面一般不會遇到酸性較強的溶液，故吸氧腐蝕是鋼鐵腐蝕的主要形式。 金屬的防護 1.本質(zhì)：阻止金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。 2．方法 (1)改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金等。 (2)加防護層，如在金屬表面涂油或油漆、覆蓋塑料鍍不活潑金屬等。 (3)電化學(xué)防護 ①犧牲陽極的陰極保護法 將被保護金屬與比其更活潑的金屬連接在一起，更活潑的金屬作負(fù)極(陽極)被腐蝕，作為正極(陰極)的金屬被保護。 ②外加電流的陰極保護法(原理如圖) 負(fù)極 正極 2．結(jié)合金屬腐蝕的本質(zhì)，分析金屬防護的本質(zhì)是什么？在電化學(xué)防護中是如何做的？ 【答案】　金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬被氧化劑氧化變成金屬陽離子，因此金屬防護的本質(zhì)是避免金屬接觸氧化劑，或采取措施使金屬不被氧化。在電化學(xué)防護中使被保護的金屬作原電池的正極或電解池的陰極，不參與電極反應(yīng)，從而不被氧化。 (對應(yīng)學(xué)生用書第2頁) 不同類型金屬腐蝕的比較 【問題導(dǎo)思】　 ①鋼和純鐵，哪一種在空氣中更易腐蝕？為什么？ 【答案】　鋼，因為鋼不純易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。 ②化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕有什么區(qū)別？ 【答案】　化學(xué)腐蝕無電流產(chǎn)生，電化學(xué)腐蝕有電流產(chǎn)生。 ③吸氧腐蝕與析氫腐蝕的電極反應(yīng)有何異同？ 【答案】　負(fù)極反應(yīng)式相同，正極反應(yīng)式不同。 1．化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較 種類 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕 條件 金屬與非電解質(zhì)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸發(fā)生原電池反應(yīng) 實例 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 鋼鐵腐蝕 電流 無 微弱電流 結(jié)果 金屬被氧化 較活潑金屬被氧化 相互關(guān)系 化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕常同時發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍 2.鋼鐵析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比較 區(qū)別與聯(lián)系 析氫腐蝕 吸氧腐蝕 相同點 腐蝕的本質(zhì) 被腐蝕金屬為原電池的負(fù)極，其原子失去電子變成金屬陽離子，發(fā)生氧化反應(yīng) 電極反應(yīng)式 負(fù)極：Fe－2e－===Fe2＋ 不同點 條件 水膜酸性較強 水膜呈很弱的酸性、中性或堿性 電解質(zhì)溶液 溶有CO2、SO2等的水溶液 溶有O2的水溶液 氧化劑 H＋ O2 電極反應(yīng)式 正極：2H＋＋2e－===H2↑ 正極：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 產(chǎn)物 H2 Fe(OH)2 化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)區(qū)別在于是否發(fā)生原電池反應(yīng)。在電化學(xué)腐蝕中，只有在金屬活動性順序中位于氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕，而位于氫之后的金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕。 　如圖所示，水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天后觀察： (1)鐵釘在逐漸生銹，則鐵釘?shù)母g屬于________腐蝕。(填“化學(xué)”或“電化學(xué)”) (2)若試管內(nèi)液面上升，則原溶液呈________性，發(fā)生________腐蝕，電極反應(yīng)式：負(fù)極：______________________，正極：___________________。 (3)若試管內(nèi)液面下降，則原溶液呈________性，發(fā)生________腐蝕，電極反應(yīng)為：負(fù)極：______________；正極：______________。 【解析】　(1)由于鐵釘不純含有碳，則鐵為負(fù)極，碳為正極，又存在電解質(zhì)溶液，所以可形成原電池，因此鐵釘?shù)母g為電化學(xué)腐蝕。(2)試管內(nèi)液面上升，說明此時試管內(nèi)的壓強減小，應(yīng)為試管內(nèi)的氣體被消耗所致，結(jié)合電化學(xué)腐蝕的原理，鐵釘發(fā)生了吸氧腐蝕。(3)試管內(nèi)液面下降，說明此時試管內(nèi)的壓強增大，試管內(nèi)應(yīng)該有氣體產(chǎn)生，結(jié)合電化學(xué)腐蝕的原理，鐵釘發(fā)生了析氫腐蝕。 【答案】　(1)電化學(xué)　(2)弱酸性、中性或堿　吸氧　Fe－2e－===Fe2＋　O2＋4e－＋2H2O===4OH－ (3)較強酸　析氫　Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑ 判斷金屬的腐蝕類型要從本質(zhì)入手，化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)區(qū)別在于是否發(fā)生原電池反應(yīng)。有電流產(chǎn)生的是電化學(xué)腐蝕。在電化學(xué)腐蝕中，根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性來判斷是吸氧腐蝕還是析氫腐蝕。 1．下列敘述不正確的是(　　) A．金屬的電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍 B．鋼鐵在干燥的空氣里不易被腐蝕 C．用鋁質(zhì)鉚釘鉚接鐵板，鐵板易被腐蝕 D．原電池外電路電子由負(fù)極流入正極 【解析】　鋁—鐵形成原電池發(fā)生腐蝕時，F(xiàn)e為正極、被保護起來，不易腐蝕，C不正確。 【答案】　C 金屬腐蝕的快慢規(guī)律 【問題導(dǎo)思】　 ①海水中輪船往往需要在船體的底部鑲嵌鋅板，為什么？ 【答案】　與船體形成原電池，做負(fù)極，使船體受到保護。 ②在電解質(zhì)溶液相同的條件下，鐵作為電解池的陰極材料和作為原電池的正極材料，哪一種對鐵的保護更好？ 【答案】　Fe做電解池的陰極時受到保護。 ③鍍鋅鐵和鍍錫鐵，哪一種對于鐵的防腐蝕更加有利？ 【答案】　鍍鋅鐵更有利于防腐蝕。 1．在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕由快到慢的順序為：電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>應(yīng)用原電池原理有防護措施的腐蝕>應(yīng)用電解原理有防護措施的腐蝕，或電解池陽極>原電池負(fù)極>化學(xué)腐蝕>原電池正極>電解池陰極。 2．同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序為：強電解質(zhì)溶液中的腐蝕>弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕>非電解質(zhì)溶液中的腐蝕。 3．對于活潑性不同的兩種金屬，活潑性差別越大，氧化還原反應(yīng)速率越快，活潑金屬腐蝕越快。 4．對于同一電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕越快(除鈍化外)。 5．純度越高的金屬，腐蝕的速率越慢(純金屬幾乎不被腐蝕)。 6．不純的金屬或合金，在潮濕的空氣中腐蝕速率遠(yuǎn)大于在干燥、隔絕空氣條件下的腐蝕速率。 　(xx東營高二質(zhì)檢)如圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時，由快到慢的順序是(　　) A．④>②>①>③　 B．②>①>③>④ C．④>②>③>① D．③>②>④>① 【解析】?、僦需F在海水中的腐蝕屬于吸氧腐蝕；②、③構(gòu)成原電池，②中鐵是負(fù)極(活動性Fe>Sn，活動性較強的金屬Fe先腐蝕)，屬于原電池原理引起的腐蝕，③中鐵是正極(活動性Zn>Fe，金屬Zn先腐蝕)，屬于利用原電池原理有保護措施的腐蝕；④構(gòu)成電解池，④中鐵是陽極(與外接電源的正極直接相連)，屬于利用電解原理引起的腐蝕。所以鐵腐蝕快慢順序為：④>②>①>③ 【答案】　A 判斷電化學(xué)腐蝕速率的快慢時，一定要分清金屬所屬電極：原電池中負(fù)極金屬被腐蝕，正極金屬被保護；電解池中陽極金屬被腐蝕，陰極金屬被保護。 2．相同材料的鐵制品在下圖中的四種情況下最不易被腐蝕的是(　　) 【解析】　A中，鐵作負(fù)極，腐蝕加快；B中，鐵內(nèi)含雜質(zhì)碳，形成原電池，加快腐蝕；C中，鐵受銅的保護，不發(fā)生腐蝕；D中，鐵作原電池的負(fù)極，腐蝕加快。故選C。 【答案】　C 電化學(xué)防護法 【問題導(dǎo)思】　 ①電化學(xué)防護法有幾種，分別依據(jù)的原理是什么？ 【答案】　有兩種：犧牲陽極的陰極保護法和外加電流的陰極保護法，分別依據(jù)原電池原理和電解池原理。 ②哪種電化學(xué)防護法防護效果更好？ 【答案】　外加電流的陰極保護法優(yōu)于犧牲陽極的陰極保護法。 電化學(xué)防護 犧牲陽極的陰極保護法 外加電流的陰極保護法 依據(jù) 原電池原理 電解池原理 原理 形成原電池時，被保護金屬作正極(陰極)，不反應(yīng)受到保護；活潑金屬作負(fù)極(陽極)，發(fā)生反應(yīng)受到腐蝕。陽極要定期予以更換 將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護金屬作陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護 應(yīng)用 一些鋼鐵設(shè)備如鍋爐內(nèi)壁、船體外殼等裝上鎂合金或鋅塊 土壤、海水及河水中的金屬設(shè)備等 實例示意圖 金屬的防護效果 一般來說，電化學(xué)防護法比一般防護法效果更好一些，而外加電流的陰極保護法更優(yōu)于犧牲陽極的陰極保護法。 　下列關(guān)于金屬的保護的說法中正確的是(　　) A．在特殊的電解質(zhì)溶液中，以鋁為陽極，可以在鋁表面生成一層致密的氧化膜，相應(yīng)的電極反應(yīng)式為： Al－3e－===Al3＋ B．在海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護法 C．生鐵(鐵碳合金)具有很強的耐酸能力 D．可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護它不受腐蝕 【解析】　A中對應(yīng)的電極反應(yīng)式產(chǎn)物應(yīng)該是Al2O3：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋，A項錯誤；在海輪外殼(鋼鐵)連接鋅塊，F(xiàn)e與Zn塊形成原電池，Zn為負(fù)極，從而保護作為正極的Fe，該方法稱為犧牲陽極的陰極保護法，B項正確；生鐵雖然是合金，但更易與酸反應(yīng)，C項錯誤；外加電流保護法應(yīng)該與直流電源的負(fù)極相連，D項錯誤。 【答案】　B 3．(雙選)如下圖所示的四個裝置中(杯中均盛有海水)，能使鐵受到保護不被腐蝕的是(　　) 　A　　　　　　B　　　　　　　C　　　　　　D　 【解析】　從裝置組成分析：B屬外加電流的陰極保護法，D屬犧牲陽極的陰極保護法。 【答案】　BD 【教師備課資源】 在金屬表面覆蓋保護層的類別 在金屬表面覆蓋致密的保護層，從而使金屬制品跟周圍物質(zhì)隔離開來，這是一種普遍采用的防護方法。 以鋼鐵的防護為例，根據(jù)保護層成分的不同，可分為如下幾種： ① 在鋼鐵表面涂礦物性油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等物質(zhì)。例如：船身、車廂、水桶等常涂油漆；汽車外殼常噴漆；槍炮、機器常涂礦物性油脂等。 ②用電鍍、熱鍍、噴鍍的方法，在鋼鐵表面鍍上一層金屬，如鋅、錫、鉻、鎳等。例如，常用的白鐵皮就是在薄鋼板的表面熱鍍上一層鋅；自行車鋼圈就是用電鍍的方法鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的鉻或鎳。 ③用化學(xué)方法使鋼鐵表面生成一層致密而穩(wěn)定的氧化膜。例如：工業(yè)上常借一些溶液的氧化作用，在機器零件、精密儀器、槍炮等鋼鐵制件的表面上形成一層致密的黑色的四氧化三鐵薄膜。 金屬的腐 蝕與防護金屬的腐蝕類型化學(xué)腐蝕電化學(xué) 腐蝕吸氧腐蝕析氫腐蝕實質(zhì)M－ne－===Mn＋影響因素和快慢比較金屬的防護改變金屬 內(nèi)部結(jié)構(gòu)覆蓋保護層電化學(xué)保護法犧牲陽極的 陰極保護法外加電流的 陰極保護法 1．下列有關(guān)金屬腐蝕的說法正確的是(　　) ①金屬的腐蝕全部是氧化還原反應(yīng) ②金屬的腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，只有電化學(xué)腐蝕才是氧化還原反應(yīng) ③因為二氧化碳普遍存在，所以鋼鐵的電化學(xué)腐蝕以析氫腐蝕為主 ④無論是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，總是金屬被氧化 A．①③　　 B．②③　　 C．①④　　 D．①③④ 【解析】　金屬腐蝕的實質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程，所以金屬總是被氧化，均是氧化還原反應(yīng)；鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕以吸氧腐蝕為主，因為盡管有二氧化碳存在，電解質(zhì)溶液呈酸性，但其酸性很弱，故難以發(fā)生析氫腐蝕。故C項正確。 【答案】　C 2．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是 (　　) A．2H＋＋2e－===H2↑ B．2H2O＋O2＋4e－===4OH－ C．Fe－2e－===Fe2＋ D．Fe－3e－===Fe3＋ 【解析】　鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，正極上應(yīng)為氧氣得電子，電極反應(yīng)為：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。 【答案】　B 3．為保護地下銅管不受腐蝕，可使它與(　　) ①直流電源負(fù)極相連?、阢~板相連　③鋅板相連?、苤绷麟娫凑龢O相連 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 【解析】　電化學(xué)保護法包括兩種，一種是被保護金屬與直流電源負(fù)極相連的陰極保護法，另一種是犧牲陽極的陰極保護法，被保護金屬應(yīng)與金屬活潑性更強的金屬相連，綜上所述，選A。 【答案】　A 4．下列事實不能用電化學(xué)理論解釋的是(　　) A．輪船水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊 B．鋁片不用特殊方法保護 C．純鋅與稀硫酸反應(yīng)時，滴入少量硫酸銅溶液后速率加快 D．鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用 【解析】　選項A是通過在船殼上加鋅塊構(gòu)成Zn－Fe原電池，鋅做原電池的負(fù)極，從而保護正極鐵不受腐蝕。選項B鋁在空氣中形成氧化膜，可保護鋁。選項C中由于發(fā)生反應(yīng)Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的銅附在鋅表面構(gòu)成了原電池，從而加快了反應(yīng)的速率。選項D中一旦金屬鍍層受損后，分別形成了Zn－Fe原電池和Fe－Sn原電池，前者Zn被腐蝕從而保護了鐵，而后者Fe首先被腐蝕，所以鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用。 【答案】　B 5．如圖所示，甲、乙兩試管中各放一枚鐵釘，甲試管中為稀鹽酸溶液，乙試管為NaCl溶液。 甲　　　　　　　乙 (1)數(shù)天后導(dǎo)管中觀察到的現(xiàn)象是_________________。 (2)甲中鐵釘?shù)母g主要屬于________(填“吸氧”或“析氫”，下同)腐蝕，正極反應(yīng)為________。 (3)乙中鐵釘?shù)母g主要屬于________腐蝕，正極反應(yīng)式為_______________________________________，負(fù)極反應(yīng)式為______________________________，鐵銹中鐵的化合價為________。 【解析】　解題時從兩試管內(nèi)的液體種類著手，先判斷金屬腐蝕類型，再分析相關(guān)反應(yīng)。甲中溶液呈較強酸性，鐵釘發(fā)生析氫腐蝕，放出H2導(dǎo)致甲試管內(nèi)壓強增大；乙中NaCl溶液呈中性，鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，O2被消耗，導(dǎo)致乙試管內(nèi)壓強減小，導(dǎo)管中液面左邊低右邊高；鐵銹中鐵的化合價為＋3價。 【答案】　(1)導(dǎo)管中液面左邊低右邊高 (2)析氫　2H＋＋2e－===H2↑ (3)吸氧　2H2O＋O2＋4e－===4OH－ Fe－2e－===Fe2＋?。?價 1．下列事實與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是(　　) A．銀制獎牌久置后表面變暗 B．黃銅(Cu、Zn合金)制的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠 C．銅、鋁電線一般不連接起來作導(dǎo)線 D．生鐵比熟鐵(幾乎是純鐵)容易生銹 【解析】　本題涉及原電池的構(gòu)成，B、C、D三項中都能構(gòu)成原電池，能用電化學(xué)知識來解釋。 【答案】　A 2．銅板上鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A．正極的電極反應(yīng)為：2H＋＋2e－===H2↑ B．此過程中還涉及反應(yīng)：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 C．此過程中銅并不被腐蝕 D．此過程中電子從Fe移向Cu 【解析】　題圖表示吸氧腐蝕，其中鐵鉚釘為負(fù)極，電極反應(yīng)為2Fe－4e－===2Fe2＋，銅板做正極，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，當(dāng)形成Fe(OH)2后，還發(fā)生反應(yīng)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故A項錯誤。 【答案】　A 3．某課外活動小組，為研究金屬的腐蝕原理，做了如下實驗：將剪下的一塊鍍鋅鐵片，放入錐形瓶中，并滴入少量食鹽水將其浸濕，再加數(shù)滴酚酞試液，按如圖的裝置進(jìn)行實驗，過一段時間后觀察。下列現(xiàn)象不可能出現(xiàn)的是(　　) A　　　　　　B　　 A．B中導(dǎo)氣管中產(chǎn)生氣泡 B．B中導(dǎo)氣管里形成一段水柱 C．金屬片剪口處溶液變紅 D．鋅被腐蝕 【解析】　由題意知，鋅鐵合金放入NaCl溶液中，形成了原電池，由于金屬活動性：Zn>Fe，且電解質(zhì)溶液為NaCl溶液，呈中性，故發(fā)生了Zn的吸氧腐蝕，導(dǎo)致A中壓強減小，B中應(yīng)形成一段水柱，由于O2得電子后結(jié)合H2O形成OH－，顯堿性，使酚酞變紅，故A錯誤。B、C、D正確。 【答案】　A 4．為了避免青銅器生成銅綠，下列方法不正確的是(　　) A．將青銅器放在鐵質(zhì)托盤上 B．將青銅器保存在干燥的環(huán)境中 C．將青銅器保存在潮濕的空氣中 D．在青銅器的表面覆蓋一層防滲透的高分子膜 【答案】　C 5．下列裝置中四塊相同的鋅片，放置一段時間后腐蝕速率由快到慢的順序是(　　) A．④①③②　　　　　　　　B．①②③④ C．①③②④ D．①④②③ 【解析】　解題時要注意裝置特點以及電解質(zhì)溶液不同對反應(yīng)的影響不同，①裝置形成原電池，且Zn片為負(fù)極，故①②相比①反應(yīng)速率快。②③相比雖然③形成原電池，但由于電解質(zhì)溶液NaCl不與Zn片反應(yīng)，發(fā)生吸氧腐蝕，故反應(yīng)較慢；④裝置為電解池且鋅片為陰極，故鋅得到最好的防護，腐蝕最慢，故腐蝕速率快慢順序為①>②>③>④。 【答案】　B 6．(xx北京高考)下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的是(　　) A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護 B．鐵遇冷濃硝酸表面被鈍化，可保護內(nèi)部不被腐蝕 C．鋼管與銅管露天堆放在一起，鋼管不易被腐蝕 D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負(fù)極反應(yīng)是Fe－3e－===Fe3＋ 【解析】　本題考查了金屬防護的有關(guān)知識。鋼管與電源正極連接，鋼管作陽極，被腐蝕，A錯；鋼管與銅管露天堆放在一起，可形成原電池，鋼管作負(fù)極被腐蝕，C錯；鐵被腐蝕的負(fù)極反應(yīng)是：Fe－2e－===Fe2＋，D錯。 【答案】　B 7．下列說法中，正確的是(　　) A．鋼鐵因含雜質(zhì)而容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，所以合金都不耐腐蝕 B．原電池反應(yīng)是導(dǎo)致金屬腐蝕的主要原因，故不能用于減緩金屬的腐蝕 C．鋼鐵電化學(xué)腐蝕的兩種主要類型其主要區(qū)別在于水膜的pH不同引起負(fù)極反應(yīng)的不同 D．無論哪種類型的金屬腐蝕，其實質(zhì)都是金屬被氧化 【解析】　合金大部分易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，但通過改變金屬內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)而形成的合金不易被腐蝕，例如不銹鋼，A不正確。當(dāng)金屬作原電池負(fù)極時被保護，故B不正確。鋼鐵電化學(xué)腐蝕，主要區(qū)別于水膜的pH不同引起正極反應(yīng)不同，故C不正確。任何腐蝕的實質(zhì)均是金屬失e－被氧化，故D正確。 【答案】　D 8．下列各種方法中，能對金屬起到防止或減緩腐蝕作用的是(　　) ①金屬表面涂抹油漆 ②改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu) ③保持金屬表面清潔干燥 ④金屬表面進(jìn)行電鍍 ⑤使金屬表面形成致密的氧化物薄膜 A．①②③④ B．①③④⑤ C．①②④⑤ D．全部 【解析】　金屬的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕，題目中①③④⑤方法都可以起到避免金屬和電解質(zhì)溶液接觸形成原電池的目的。②中如在金屬中加入某些其他元素改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)也可以起到防腐蝕的效果。 【答案】　D 9．將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。導(dǎo)致現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣處少。下列說法正確的是(　　) A．液滴中的Cl－由a區(qū)向b區(qū)遷移 B．鐵腐蝕嚴(yán)重的區(qū)域，生銹也嚴(yán)重 C．液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕，生成的Fe2＋由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH－形成Fe(OH)2，進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹 D．液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 【解析】　由題目信息知：中心區(qū)(a)為原電池負(fù)極，F(xiàn)e－2e－===Fe2＋，F(xiàn)e被氧化，C錯誤；生成的Fe2＋移向原電池的正極區(qū)(b)，正極區(qū)反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，在正極區(qū)Fe2＋和OH－結(jié)合生成Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3nH2O(鐵銹)，所以B也錯誤，原電池工作時，陰離子向負(fù)極區(qū)(a)移動，故A錯誤。 【答案】　D 10．(xx舟山高二質(zhì)檢)按下圖所示的裝置，用導(dǎo)線將電極連接起來，放置一段時間后，溶液的pH下降的是(　　) 【解析】　A中H＋在正極放電，濃度減小，pH增大；B中O2在Cu極上轉(zhuǎn)化為OH－，pH也增大；C中溶液中H＋在陰極放電，pH會增大；D中OH－在陽極放電，pH會減小。 【答案】　D 11．鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。 (1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。 (2)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖甲所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用________(填序號)。 A．銅　　　B．鈉　　　C．鋅　　　D．石墨 (3)圖乙所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的________極。 甲　　　　　　　　乙 【解析】　(1)發(fā)生吸氧腐蝕時，負(fù)極上Fe失去電子，正極上O2得到電子。 (2)鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬如鋅，就可由鋅失去電子，鋅被溶解，而鐵被保護，屬于犧牲陽極的陰極保護法。 (3)屬于外加電流的陰極保護法，需把被保護的鐵閘門連接在電源的負(fù)極上。 【答案】　(1)負(fù)極：2Fe－4e－===2Fe2＋，正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－　(2)C　(3)負(fù) 12．(1)某地區(qū)經(jīng)常下酸雨，金屬制品腐蝕嚴(yán)重。請寫出銅制品發(fā)生電化學(xué)腐蝕的電極反應(yīng)式： 負(fù)極：________________； 正極：________________。 (2)如圖所示接好電路后能觀察到的現(xiàn)象有： ①________________________________________________________________________， ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________。 【解析】　(1)是原電池反應(yīng)，原電池都是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，銅制品發(fā)生電化學(xué)腐蝕是銅和氧氣發(fā)生原電池反應(yīng)：正極：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，負(fù)極：2Cu－4e－===2Cu2＋。 (2)該裝置為電解池，銅作陽極將溶解，生成的Cu2＋進(jìn)入溶液，開始陰極鐵上產(chǎn)生氫氣，當(dāng)陽極產(chǎn)生的Cu2＋擴散到陰極并積累到一定濃度時，鐵電極上析出銅(不再產(chǎn)生氫氣)。由于鐵作陰極所以不會溶解。表述現(xiàn)象要有序，如現(xiàn)象可以先敘述①銅逐漸溶解；②鐵片上開始產(chǎn)生氣體，后來鐵片上無氣體放出，有紅色物質(zhì)在鐵的表面析出；③溶液變藍(lán)。 【答案】　(1)2Cu－4e－===2Cu2＋　O2＋4e－＋4H＋===2H2O　(2)①銅逐漸溶解?、阼F片上開始產(chǎn)生氣體，后來鐵片上無氣體放出，有紅色物質(zhì)在鐵的表面析出?、廴芤鹤兯{(lán) 13．(xx連云港高二調(diào)研)市場上出售的“熱敷袋”主要成分是鐵屑、炭粉、木屑和少量氯化鈉、水等。熱敷袋使用前，用塑料袋使之與空氣隔絕，使用時打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量，使用完后，你會發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在。 (1)“熱敷袋”放出的熱量是利用了鐵________放出的熱量。 (2)炭粉的主要作用是________________________________________________________________________。 (3)氯化鈉的主要作用是________________________________________________________________________。 (4)寫出電極反應(yīng)，正極________，負(fù)極________，若鐵銹的主要成分為Fe2O3，寫出產(chǎn)生Fe2O3的有關(guān)反應(yīng)方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【解析】　此題為結(jié)合日常生活應(yīng)用的實踐題目，涉及原電池原理，首先鐵應(yīng)為負(fù)極：Fe－2e－===Fe2＋，正極上必然為空氣中的氧氣得電子：O2＋4e－＋2H2O===4OH－；使用過程中放出大量熱必定為Fe被氧化而產(chǎn)生的，最后得到大量鐵銹，O2在反應(yīng)中得電子變?yōu)镺2－與水生成OH－，結(jié)合Fe2＋生成Fe(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，加入炭粉自然是提供形成原電池的正極，而加入NaCl溶于水就是為了形成電解質(zhì)溶液。 【答案】　(1)氧化　(2)與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，加速鐵屑氧化　(3)氯化鈉溶于水形成電解質(zhì)溶液 (4)2H2O＋O2＋4e－===4OH－　2Fe－4e－===2Fe2＋　Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 14．取6根鐵釘，6支干凈的試管及其他材料，如圖所示。 試管①放入一根鐵釘，再注入蒸餾水，使鐵釘和空氣及水接觸； 試管②在試管底部放入硅膠(是一種干燥劑)，再放入鐵釘，用棉花團堵住試管口，使鐵釘和干燥空氣接觸； 試管③先放入一根鐵釘，趁熱倒入煮沸的蒸餾水(已趕出原先溶解在蒸餾水中的空氣)浸沒鐵釘，再加上一層植物油，使鐵釘不能跟空氣接觸； 試管④中放入鐵釘注入食鹽水，使鐵釘和空氣及食鹽水接觸； 試管⑤放入相連的鐵釘和鋅片，注入自來水，浸沒鐵釘和鋅片； 試管⑥放入相連的鐵釘和銅絲，注入自來水，浸沒鐵釘和銅絲。 把6支試管放在試管架上，幾天后觀察鐵釘被腐蝕的情況。 (1)上述實驗中鐵釘發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的是________(填試管序號)；在電化學(xué)腐蝕中，負(fù)極反應(yīng)是________________，正極反應(yīng)是________________________________________________________________________。 (2)從鐵釘被腐蝕的情況可知引起和促進(jìn)鐵釘被腐蝕的條件是________________________________________________________________________。 (3)為防止鐵的腐蝕，工業(yè)上普遍采用的方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(答兩種方法)。 【解析】　此題是利用原電池形成的條件及原理解釋金屬腐蝕的速率問題。解答此類題目的關(guān)鍵是根據(jù)金屬腐蝕的原理、分類和條件對題目進(jìn)行綜合分析。 (1)由于②、③兩個試管不具備構(gòu)成原電池的條件，不能發(fā)生電化學(xué)腐蝕，所以未被腐蝕。而試管⑤盡管具備構(gòu)成原電池的條件，但鋅比鐵活潑，在原電池中作負(fù)極，使鐵變成鐵離子的反應(yīng)難以發(fā)生，所以鐵也未被腐蝕。發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)為2Fe－4e－===2Fe2＋，正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 (2)對比發(fā)生電化學(xué)腐蝕的試管和未發(fā)生電化學(xué)腐蝕的試管中鐵釘?shù)母g情況，可知引起和促進(jìn)鐵釘腐蝕的條件為水、空氣、電解質(zhì)溶液和不活潑金屬雜質(zhì)的存在。 (3)電鍍、發(fā)藍(lán)、制成不銹鋼、犧牲陽極的陰極保護法、外加電流的陰極護法等都可以保護金屬。 【答案】　(1)①④⑥　2Fe－4e－===2Fe2＋ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)水、空氣、電解質(zhì)溶液和不活潑金屬雜質(zhì)的存在 (3)在表面涂上油漆、搪瓷、瀝青等或鍍上不易生銹的合金或犧牲陽極的陰極保護法(合理即可)