2021_2022学年高中化学第1章化学反应与能量转化第3节第3课时金属的腐蚀与防护学案鲁科版选修4

1、第3课时金属的腐蚀与防护目标与素养：1.了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。(宏观辨识)2.理解金属发生电化学腐蚀的原理及类型，了解金属腐蚀带来的危害。(证据推理与模型认知)3.掌握金属防护的方法以及金属的电化学防护的原理。(变化观念与平衡思想)1金属的腐蚀(1)金属腐蚀的定义和分类 (2)化学腐蚀和电化学腐蚀金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀定义金属与接触到的物质直接反应不纯的金属在潮湿的空气或电解质溶液中发生原电池反应现象金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生实质与联系实质：都是金属原子失去电子被氧化而损耗；化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍(3)钢铁的

2、吸氧腐蚀和析氢腐蚀类别吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性不强水膜酸度较高正极反应O22H2O4e=4OH2H2e=H2负极反应Fe2e=Fe2生成铁锈的反应Fe22OH=Fe(OH)2、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3、2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O2.金属的防护(1)在金属表面覆盖保护层涂油漆等。镀抗腐蚀金属，如电镀等。镀膜，如烤蓝等。(2)改变金属内部组成、结构等，如制成不锈钢。(3)电化学防护牺牲阳极保护法。利用原电池原理，在被保护的金属上连接更活泼的金属，使被保护金属成为正极。外加电流阴极电保护法。利用电解池原理，使被保护的金属连接电源的负极成为阴极。1判断

3、对错(对的在括号内打“”，错的在括号内打“”。)(1)金属被腐蚀的本质是MnH2O=M(OH)nH2。()(2)马口铁(镀锡铁)镀层破损后，首先是镀层被氧化。()(3)金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀。()(4)常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀。()(5)钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀的正极反应式相同。()提示(1)金属被腐蚀的本质是Mne=Mn。(2)活动性：FeSn，故马口铁破损后形成FeSn原电池，Fe作负极被氧化。(3)(4)常温下，置于空气中的金属主要发生电化学腐蚀。(5)钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀的负极反应式相同。2铁制自来水管与下列材料做成的水龙头连接，自来水管

4、锈蚀最快的是 ()A铁水龙头B铜水龙头C塑料水龙头D陶瓷水龙头BFeCu形成原电池，Fe作负极加快其腐蚀。3牺牲阳极保护法中被保护的金属作()A阳极B阴极 C正极D负极C牺牲阳极保护法为原电池原理，被保护的金属作正极。金属的腐蚀1.金属的电化学腐蚀、注意事项(1)化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大。(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。(3)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极都是铁，失电子生成Fe2，而非Fe3。(4)一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。2金属腐蚀的快慢比较

5、(1)在同一种电解质溶液中，金属腐蚀的由快到慢的顺序是电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极。(2)在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀金属在弱电解质溶液中的腐蚀。(3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。【例1】如图所示，水槽中的试管内有一枚铁钉，放置数天观察。(1)铁钉逐渐生锈，铁钉的腐蚀属于_腐蚀(填“化学”或“电化学”)。(2)若试管内液面上升，则原溶液呈_，发生_腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)，电极反应：负极为_，正极为_。(3)若试管内液面下降，则原溶液呈_，发生_腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)

6、，电极反应：负极为_，正极为_。(4)若溶液甲为水，溶液乙为海水，则铁钉在_(填“甲”或“乙”)溶液中腐蚀的速率较快。答案(1)电化学(2)碱性、弱酸性或中性吸氧2Fe4e=2Fe2O22H2O4e=4OH(3)较强的酸性析氢Fe2e=Fe22H2e=H2(4)乙1如图所示，装置中都盛有0.1 molL1的NaCl溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同的锌片腐蚀速率由快到慢的正确顺序是()ABCDD装量中加快Zn的腐蚀，装置中Zn被保护，装置中Zn为自然腐蚀。2将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是()A铁被氧化的电

7、极反应式为Fe3e=Fe3B铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C活性炭的存在会加速铁的腐蚀D以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀C在铁的电化学腐蚀中，铁单质失去电子转化为二价铁离子，即负极反应为Fe2e=Fe2，故A错误；铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能，还有一部分转化为热能，故B错误；活性炭与铁混合，在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池，加速了铁的腐蚀，故C正确；以水代替氯化钠溶液，水也呈中性，铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀，故D错误。电化学防护法电化学防护牺牲阳极保护法外加电流阴极保护法原理原电池原理电解原理措施被保护的金属作正极(阴极)，以一种活动性较强的金属作负极(阳极)被保护

8、的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连上直流电源应用如锅炉内壁、船舶外壳、铁塔、铁管道装上若干锌块，可保护钢铁设备如钢闸门、输送酸性溶液的铁管道等示意图【例2】钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为_(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用_(填写字母序号)。A铜B钠 C锌D石墨(3)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_极。甲乙解析(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失去电子，正极上O2得到电子。(2)图甲铁

9、闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌，则锌会失去电子而溶解，Fe被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)图乙属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极。答案(1)负极：Fe2e=Fe2，正极：O22H2O4e=4OH(2)C(3)负下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是()A若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀B若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀C若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极保护法D若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H2e=H2答案D1下列关于金属腐蚀的说法中正确的是 ()A金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的

10、过程B化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程C钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈D金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生D金属腐蚀的本质是金属失去电子被氧化，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、水或其他腐蚀性物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，A错误；化学腐蚀指不纯金属发生化学反应而损耗的过程，不需要外加电流，B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，而不是负极吸收氧气，C错误。2下列金属防腐的措施中，属于牺牲阳极的阴极保护法的是()A水中的钢闸门连接电源的负极B金属护栏表面涂漆C汽车底盘喷

11、涂高分子膜D地下钢管连接锌板答案D3相同材质的铁在下列四种情况下不易被腐蚀的是()CA项，铁、铜和醋酸构成原电池，铁易失电子作负极，则铁加速被腐蚀；B项，食盐水作电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池的形成条件，铁作负极，碳作正极，则铁加速被腐蚀；C项，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，铁不易被腐蚀；D项，符合原电池的形成条件，酸雨作电解质溶液，铁作负极，则铁加速被腐蚀。综上所述，C项正确。 4如图液面上浮着一个空心铁球，数天后可观察到的现象是()铁球表面出现红棕色锈斑铁球表面出现黑色锈斑量筒内水位下降量筒内水位上升ABCDB由图示可知铁球表面发生吸氧腐蚀，生成红棕色锈斑，量筒内O2含量减少，故量筒内水位上升。5金属腐蚀的电化学原理可用如图模拟。(1)请写出有关电极反应式：铁棒上电极反应式：_碳棒上电极反应式：_。(2)该图所表示的是_(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。(3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀硫酸溶液，则此图可表示_(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解，即可将碳棒改为_棒。解析电解质是氯化钠溶液，溶液呈中性，发生吸氧