第四节 金属的电化学腐蚀与防护(33张PPT)

第四章电化学基础第四节金属的电化学腐蚀与防护

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栏目链接1.了解金属腐蚀及其危害。2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。3.了解金属防护的一般方法：特别是电化学防护的方法。

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栏目链接要点一金属的电化学腐蚀气体或液体氧化还原失去电子氧化干燥气体非电解质不纯电解质原电池反应比较活泼失去电子

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栏目链接弱酸中酸O2＋2H2O＋4e－===4OH－2H＋＋2e－===H2↑2Fe－4e－===2Fe2＋Fe－2e－===Fe2＋2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3Fe(OH)3

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栏目链接1.结合金属的腐蚀类型分析钢铁以哪种腐蚀为主？应用思考提示：由于钢铁通常所处的外部环境干燥度较低，氧气的存在又比较广泛，且原电池反应比一般的氧化还原反应速率高，所以钢铁主要是电化学腐蚀，其次为化学腐蚀，又因为钢铁表面一般不会遇到酸性较强的溶液。

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栏目链接♨特别提示：只有在金属活动性顺序中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀。

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栏目链接1．下列关于金属的腐蚀的说法，错误的是(

)A．无论化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属腐蚀的实质都是M－ne－===Mn＋B．金属的化学腐蚀过程中电子由金属直接转移给氧化剂，所以无电流产生C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D．金属腐蚀时往往是化学腐蚀和电化腐蚀同时发生，但主要是电化学腐蚀中吸氧腐蚀尝试应用

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栏目链接解析：金属腐蚀的实质是金属失去电子而损耗的过程，故A正确；金属的化学腐蚀是金属和氧化性物质之间的氧化还原反应，金属失电子而氧化剂得电子，电子由金属直接转移给氧化剂，所以无电流产生，B正确；金属的腐蚀主要是电化学腐蚀中吸氧腐蚀，D正确；金属发生化学腐蚀在酸性条件下可以发生，在较强的氧化剂中也可以发生，C错误。答案：C

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栏目链接要点二金属的电化学防护1．牺牲阳极的阴极保护法应用________原理，让被保护金属作________，另找一种活泼性________的金属作________。2．外加电流的阴极保护法利用______原理，把被保护的钢铁设备作为________极，用惰性电极作为辅助________极。在电解质溶液里，接外加________电源。原电池正极较强负极电解阴阳直流

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栏目链接应用思考2.电化学防护的实质是什么？提示：电化学防护的实质是把被保护的金属作原电池的正极或电解池的阴极，不参与电极反应，从而不被氧化。

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栏目链接综合拓展二、金属腐蚀快慢的判断以及金属的防护1．金属腐蚀快慢的判断方法(1)在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。(3)有无保护措施的：无保护措施的金属腐蚀＞有一定保护措施的金属腐蚀＞牺牲阳极的阴极金属的腐蚀＞有外接电源的阴极金属腐蚀。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。

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栏目链接♨特别提示：对于活动性不同的两金属，活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属腐蚀越快；纯度越高的金属，腐蚀速率越慢。

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栏目链接2．金属腐蚀的防护方法(1)改变金属的组成结构。如铁中加入一定比例的铬炼制得铬钢，具有很高的耐腐蚀性。含铬又含镍的铬镍不锈钢，其耐腐蚀性更好。(2)在金属表面覆盖一层保护层，使金属与周围具有腐蚀性的气体和电解质溶液隔离，便可保护金属，防止金属腐蚀。如在金属表面上喷漆、电镀或覆盖搪瓷，使表面钝化等。(3)电化学保护法。如把金属连接在电源的负极上，用阴极保护法，这样就能消除引起金属腐蚀的原电池反应；也可在金属上铆接比它更活泼的另一种金属，用牺牲阳极保护法，发生电化学腐蚀时是较活泼的金属被腐蚀而本身受到保护。

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栏目链接尝试应用2．下列金属的防护方法不正确的是(

)A．对健身器材涂油漆以防止生锈B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈C．用牺牲锌块的方法来保护船体D．自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈解析：“机械转动部位”应涂油脂防锈，油脂既能防水又能防止气体对金属的腐蚀，还能使转动部位灵活。答案：B

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栏目链接一、金属的电化学腐蚀例1如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是(

)

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栏目链接A．生铁块中的碳是原电池的正极B．红墨水柱两边的液面变为左低右高C．两试管中相同的电极反应式是：Fe===Fe2＋＋2e－D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀解析：本题考查了电化学腐蚀中的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，解答时注意电解质的酸碱性。a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错。答案：B

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栏目链接名师点睛：钢铁腐蚀时，发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，主要取决于介质的酸碱性，一般来说，当介质为酸性时，主要发生析氢腐蚀；当介质为碱性、中性或弱酸性时，主要发生吸氧腐蚀。

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栏目链接变式应用

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栏目链接1．铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质，某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中(如图所示)。数天后，他观察到的现象是(

)A．铁屑不生锈，试管内液面上升B．铁屑不生锈，试管内液面高度不变C．铁屑生锈，试管内液面上升D．铁屑生锈，试管内液面高度不变

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栏目链接变式应用解析：从图示知，此装置中发生吸氧腐蚀，铁作负极，杂质C作正极，电极反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(可认为Fe2O3·xH2O即铁锈)，反应中消耗试管中的O2，故液面上升。答案：C

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栏目链接例2为防止海轮船体被腐蚀，应在船体的水线以下位置嵌上一定数量的锌块。下列说法不正确的是(

)A．这是利用锌比铁活泼采取的牺牲阳极的阴极保护法B．这是利用电解原理采用的外加电流的阴极保护法C．因为锌比铁活泼，所以在锌—铁—海水原电池中，锌是负极，失电子；而铁做正极，被保护D．要定期更换锌块才能起到保护作用二、金属的保护

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栏目链接解析：船体是钢铁制成的，为防止浸在海水中的钢铁被腐蚀而在船体嵌入锌块，是利用原电池原理，使活泼的锌在锌—铁—海水原电池中做负极，失电子，而使铁做正极，达到保护船体的目的。这种方法就是牺牲负极锌而保护正极铁，习惯上叫牺牲阳极的阴极保护法。因为锌在反应中失去电子被消耗，所以要定期更换。答案：B名师点睛：钢铁防护的主要措施有：①表面喷漆；②镀锌(原电池原理)；③加入Cr等制不锈钢；④连接外接电源的负极(电解池原理)等。

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栏目链接变式应用2．下列叙述错误的是(

)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

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栏目链接解析：本题考查金属的腐蚀及电解原理的应用，意在考查考生对电化学知识的理解与应用能力。A项，生铁中含有铁和碳，构成原电池，生铁易腐蚀，正确；B项，锡铁构成原电池，铁比锡活泼，易生锈，正确；C项，镀件为阴极，错；D项，为牺牲阳极的阴极保护法，正确。答案：C三、金属腐蚀快慢的判断例3如图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的排列顺序是(

)A．4＞2＞1＞3

B．2＞1＞3＞4C．4＞2＞3＞1D．3＞2＞4＞1

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栏目链接解析：本题考查金属的腐蚀问题。金属的腐蚀，从本质上讲也是组成化学电池发生氧化还原反应的结果。在原电池中，活泼金属为负极，该金属被氧化，不活泼金属便被保护起来，其被腐蚀的速度大大减小，所以装置3中铁被腐蚀的速度比1中的慢；反之，当铁与比它不活泼的金属，如Sn、Cu等连接起来，则其被腐蚀的速度增大，所以在容器2中的铁比容器1中的铁腐蚀得快。容器4是一个电解池，在这里Fe是阳极，不断地以Fe2＋的形式进入容器中，从而加速了铁的腐蚀，在上述四种容器中，容器4中的铁的腐蚀过程是最快的。综上分析，按铁被腐蚀的快慢顺序排列为：4＞2＞1＞3。答案：A

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栏目链接名师点睛：金属腐蚀的快慢也就是金属失电子的快慢。要看金属在原电池反应中是正极还是负极，是否被“保护”等。在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢由下列原则判断：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。

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栏目链接变式应用3．下列几种金属制品的镀层损坏后，金属腐蚀的速率最快的是(

)A．镀铝塑料B．食品罐头盒(镀锡)C．白铁水桶(镀锌)D．镀银铜质奖章

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