第4章第3节-金属的腐蚀与防护(第1课时-金属的腐蚀)(学生版)

《2021-2022学年高二化学同步精品学案（新人教版选择性必修1）》第四章化学反应与电能第三节金属的腐蚀与防护一．金属的腐蚀1．定义：指金属或合金与周围的气体或液体物质发生反应而引起损耗的现象。2．分类：根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类：类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)包括非电解质液体(如石油)直接反应而引起的腐蚀不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应区别有无电流腐蚀物质金属直接被腐蚀金属被腐蚀共同点都是金属原子失去电子而被氧化：M－ne－=Mn＋3．钢铁的电化学腐蚀：（1）分类：由于条件不同，钢铁腐蚀可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种类型。类别项目析氢腐蚀吸氧腐蚀腐蚀原理钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图条件电池反应负极正极总反应（2）铁锈的形成：Fe(OH)2最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，完成下列反应：Fe(OH)2→Fe(OH)3：；Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O：。〔特别提醒〕金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主。【思考讨论】简述钢铁容易发生电化学腐蚀的原因？【实验探究】实验4—3（1）铁钉的吸氧腐蚀实验：将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入如图具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱的变化，解释引起这种变化的原因。实验操作实验现象实验解释导管中液面，铁钉表面有铁锈生成装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生腐蚀（2）取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向其中一支试管中滴加1—2滴硫酸铜落液，再观察现象。解释产生不同现象的原因。实验操作实验现象实验解释试管中产生气泡的速率快【预习检验】1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。（1）金属的化学腐蚀的实质是：M－ne－Mn＋，电子直接转移给氧化剂()（2）纯铁不易腐蚀，生铁易腐蚀，是因为生铁中含碳能形成原电池发生电化学腐蚀()（3）铁的电化学腐蚀负极反应为Fe－3e－Fe3＋()（4）Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。()（5）铜既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀()（6）金属在潮湿空气中腐蚀的实质是：M＋nH2OM(OH)n＋eq\f(n,2)H2↑()（7）每生成1mol铁锈（Fe2O3·xH2O），理论上消耗标准状况下的O233.6L()2．下列有关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过程B．电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3．炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是()A．腐蚀过程中，负极是CB．Fe失去电子经电解质溶液转移给CC．正极的电极反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑D．C是正极，O2在C表面上发生还原反应4．铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是()A．正极电极反应式为2H＋＋2e－H2↑B．此过程中还涉及反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O24Fe(OH)3C．此过程中Fe、Cu均被腐蚀D．此过程中电流从Fe流向Cu5．缠有金属丝的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，如图所示，可以看到在贴近金属丝一边的溶液中出现粉红色。则该金属丝可能是()A．镁B．铝C．锌D．铜6．一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下，下列说法不正确的是()pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2＋Fe3O4Fe2O3FeOeq\o\al(－,2)A.在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2＋4H＋＋4e－=2H2OB．在pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀C．在pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀D．在煮沸除氧气的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓7．用压强传感器探究生铁在pH＝2和pH＝4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下：pH＝2时锥形瓶中气pH＝4时锥形瓶中气体压强变化的曲线图体压强变化的曲线图分析图像，以下结论错误的是()A．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀C．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快D．两溶液中负极反应均为：Fe－2e－=Fe2＋8．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：①铁棒上电极反应式：________________。②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。（4）钢铁的锈蚀过程中，下列变化可能发生的是。①Fe的化合价由＋2转化为＋3②O2被还原③H＋被还原④有Fe2O3·xH2O生成⑤杂质碳被氧化除去9．某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。（1）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%①为以下实验作参照0.52.090.0②醋酸浓度的影响0.536.0③0.22.090.0（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其