2022-2022学年高中化学 主题4 认识生活中的材料 课题4 金属制品

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课题4 金属制品的防护

学习目标：1.理解金属腐蚀的本质，金属的电化学腐蚀的原理。(重难点)2.掌握金属防护的原理和常用方法。(重点)3.认识金属与合金在组成和性能上的主要区别。(重点)

[自主预习·探新知]

一、自行车金属部件为什么易被腐蚀

1．钢铁的电化学腐蚀(以吸氧腐蚀为例)

(1)电极反应

负极：2Fe－4e－===2Fe2＋

正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－

(2)电池反应：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。

(3)铁锈的形成(用化学方程式表示)

Fe(OH)2不稳定，在空气中进一步被氧化：

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

氢氧化铁分解生成红色的三氧化二铁，即铁锈的主要成分。

2．金属腐蚀的本质及分类

(1)本质：金属原子失去电子变成金属阳离子，在此过程中金属被氧化。

(2)分类

①化学腐蚀：金属与氧化剂直接接触而被腐蚀的过程。

②电化学腐蚀：

金属在有电解质溶液存在的情况下通过原电池反应发生的腐蚀。

微点拨：化学腐蚀过程中没有电流产生。纯金属一般发生化学腐蚀，合金在潮湿环境中一般发生电化学腐蚀。

二、自行车金属部件的防腐蚀

1．加防护层

如给车架、挡泥板、车后座烤上一层漆，给链条涂上机油，给轴承涂上凡士林，将车把、车圈、车辐条进行电镀，将车座弹簧用一层“烤蓝”保护。

2．电化学保护

(1)根据电化学原理，只要将要保护的金属与比它活泼的金属相连构成原电池，便可以使要保护的金属不被腐蚀，这就是牺牲阳极的阴极保护法。

(2)将要保护的金属和一块不溶性辅助电极，分别连接到电源的负极和正极上，接通直流电源，使电子流入要保护的金属，这种方法称作外加电流的阴极保护法。

三、自行车中的合金材料

1．合金

(1)概念：由金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。

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教案、试题、试卷中小学 2 (2)常见的合金：常用的钢铁材料是铁的合金，黄铜是铜锌合金，青铜是铜锡合金。

2．自行车中合金材料的选择

(1)自行车材料选用的标准 重量轻、耐腐蚀、强度高和减震性能好。

(2)几种合金材料的性能比较

1．判断对错(对的在括号内打√，错的在括号内打×)

(1)钢铁在发生电化学腐蚀的负极反应为Fe －3e －===Fe 3＋

。( )

(2)金属腐蚀的本质是金属失去电子被氧化。( )

(3)牺牲阳极的阴极保护法是依据原电池原理设计的。( )

(4)合金中没有非金属元素。( )

【答案】

(1)× (2)√ (3)√ (4)×

2．钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时，正极的反应式为( )

【导学号：72572160】

A ．Fe －2e －===Fe 2＋

B ．2H ＋＋2e －===H 2↑

C ．2H 2O ＋O 2＋4e －===4OH －

D ．Fe －3e －===Fe 3+

C [吸氧腐蚀正极反应是O 2得电子发生还原反应：2H 2O ＋O 2＋4e

－ ===4OH －。]

3．如图所示自行车各部件防腐措施不恰当的是( )

A ．涂机油

B ．烤漆

C ．镀锌

D ．镀铬

A [车把常与人体接触，涂机油不合适，车齿轮部位可以涂机油防腐。]

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[合 作 探 究·攻 重 难]

吸氧腐蚀示意图 析氢腐蚀示意图

[思考交流]

1．析氢腐蚀和吸氧腐蚀发生的条件有何不同？哪类腐蚀更普遍？

【提示】 析氢腐蚀的形成条件是水膜酸性较强，吸氧腐蚀的形成条件是水膜酸性很弱或呈中性。因为多数情况下水膜酸性较弱，故吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍。

2．钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀正负极材料相同吗？正负极反应有何异同？

【提示】 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀正负极材料相同，发生的负极反应也相同：Fe －2e －

===Fe 2＋

，而正极反应不同：析氢腐蚀为2H

＋

＋2e －

===H 2↑；吸氧腐蚀为2H 2O ＋O 2＋4e －

===4OH －

。

析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较

上去仍熠熠生辉。

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