金属的电化学腐蚀与保护

1、第四节金属的电化学腐蚀与保护学习目标：1.能用物质结构和性质关系，以及原电池原理了解金属的腐蚀类型和原理。2.通过改变物质的微观结构及电化学原理，了解金属腐蚀的防护措施，明确化学与社会、环境等之间的关系。(重点)自 主 预 习·探 新 知一、金属的电化学腐蚀1金属的腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与接触到的物质直接反应不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应本质Mne=Mn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联系普遍性：电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，危害也更严重2钢铁的电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀水膜环境水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性负极反应Fe2e=Fe22Fe4e=

2、2Fe2正极反应2H2e=H2O24e2H2O=4OH总反应Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3联系吸氧腐蚀更普遍二、金属的电化学防护1金属的电化学防护电化学防护牺牲阳极的阴极保护法外加电流的阴极保护法依据原电池原理电解池原理原理被保护金属作正极(阴极)；活泼金属作负极(阳极)。阳极要定期予以更换将被保护金属与电源的负极相连作阴极；另一附加电极与电源的正极相连作阳极实例示意图2.金属的其他保护方法(1)把金属制成防腐的合金，如不锈钢。(2)加保护层。如喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化。基础自测1判断正误(正确的打“”，错误的

3、打“×”)。(1)铝、锌制品因铝、锌还原性较弱，不能被空气氧化而能稳定存在于空气中。()(2)某些铁制品出厂时会在其表面涂上一层油膜，其目的是防止铁制品被氧化。()(3)白铁(镀锌铁)的镀层破损后，铁仍能受到保护。()(4)向锌与稀硫酸反应的体系中加入少量铅笔末可以使反应速率加快。()(5)钢铁制品在干燥清洁的环境中不易生锈。()【答案】(1)×(2)(3)(4)(5)2下列叙述错误的是() 【导学号：80192300】A生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱B用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈C在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液D铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀CA、B选项

4、，都是原电池原理，铁作负极，更易被腐蚀；D是牺牲阳极的阴极保护法。合 作 探 究·攻 重 难 金属的腐蚀思考交流实验1：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。一段时间后，观察导管中水柱和铁钉的变化。如图1。图1图2实验2：向100 mL烧杯中加入约50 mL饱和食盐水后，插入两个玻璃筒(无底)；将一个无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中。如图2。(1)实验1的实验现象是什么？铁钉为什么会生锈？说明什么问题？请分析变化的原因。【提示】实验1中导管中的水柱上升，铁钉生锈。说明该过程铁钉被腐蚀。铁钉发生的是吸氧腐蚀。(2)实验2

5、的电流计的指针是否偏转？说明什么问题？若向实验2的插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，将会看到什么现象？说明什么问题？请写出相关电极反应式。【提示】电流计指针偏转。说明有电流通过。向碳棒一端加入酚酞，显红色。说明该极的电极反应为：O22H2O4e=4OH。(3)若将实验1和实验2的溶液换为盐酸(均足量)。实验1存在哪些形式的化学腐蚀？实验2中是否有电流通过？写出相关电极反应式。【提示】若换为盐酸，则实验1中会发生铁与盐酸的化学腐蚀，同时也有电化学腐蚀。实验2中则发生电化学腐蚀。正极：2H2e=H2，负极：Fe2e=Fe2。1金属腐蚀类型的判断方法(1)根据是否发生原电池反应来判断。发生原电池反应引

6、起的金属腐蚀，属于电化学腐蚀，否则属于化学腐蚀。(2)根据金属的活动性及电解质溶液的酸性判断，位于金属活动性顺序表中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀；金属活动性顺序在氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。2影响钢铁腐蚀的因素水、空气、电解质溶液、不活泼金属杂质的存在。3不同条件下金属腐蚀快慢的判断(1)各种腐蚀的程度：电解原理引起的腐蚀(即电解池的阳极)>原电池原理引起的腐蚀(即原电池的负极)>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀(即电解池的阴极、原电池的正极及加有镀层的金属等)。(2)活动性不同的两金属，活动性越强，腐蚀得越快。

7、(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。(4)对同一种金属来说，腐蚀快慢的规律如下：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。(5)不纯的金属或合金，在潮湿的空气中的腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。对点训练1铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应方程式为2FeO2xH2O=Fe2O3·xH2O。如图是一放在水槽中的铁架，水位高度如图所示，则最容易生锈的铁架横杆是() 【导学号：80192301】ABCDC处横杆没有和水接触，腐蚀速率较慢；处横杆均已与水接触，构成原电池，但处O2较少，所以处横杆被腐蚀最快。2下图所示的各容器中均盛有

8、海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是() 【导学号：80192302】ABCDA铁在海水中的腐蚀属于电化学腐蚀，当铁与比它活泼性差的Sn相连时，Fe被腐蚀的速率增大(比大)，与活泼性比其强的锌相连时，锌作负极，被腐蚀，铁被保护，其腐蚀的速率要比小；为电解装置，Fe为阳极，发生氧化反应，铁腐蚀的速率最快。当 堂 达 标·固 双 基1下列关于金属腐蚀的说法正确的是()A金属在潮湿空气中腐蚀的实质是MnH2O=M(OH)nH2B金属化学腐蚀的实质是Mne=Mn，电子直接转移给氧化剂C金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀B金属与接触的化学物

9、质直接发生氧化还原反应的过程为化学腐蚀，金属失去的电子直接转移给氧化剂；金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，在中性或弱酸性环境中，主要发生吸氧腐蚀，电子由金属转移到不活泼的正极材料上被氧化剂得到。题后反思金属腐蚀的本质主要是金属原子失电子被氧化，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、水或其他腐蚀性的物质相接触。2为保护地下钢管不受腐蚀，下列属于牺牲阳极的阴极保护法的是() 【导学号：80192303】A与石墨棒相连B与铜板相连C埋在潮湿、疏松的土壤中D与锌板相连DA项，石墨棒与铁构成原电池，铁活泼失电子作负极，被腐蚀；B项，铜板与铁构成原电池，铁比铜活泼，失电子作负极，被腐蚀；C项，在潮湿、疏松的土壤中，铁与水、空气构成原电池，氧气得电子，铁失电子，被腐蚀；D项，锌板与铁构成原电池，锌比铁活泼，锌失电子作负极，锌被腐蚀，铁被保护。3下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀()B当铁棒作为原电池的正极或作为电解池的阴极时不被腐蚀。4如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管为NaCl溶液，乙试管为NH4Cl溶液，数天后观察到的现象是_，甲中正极反应式为_，乙中正极反应式为_，试管中残留气体的平均相对分子质量的变化为：甲_，乙_。 甲 乙【解析】NaCl溶液为中性溶液，铁钉发生吸氧腐蚀，消耗了氧气，左