1、选修4第四章 第四节金属的电化学腐蚀与防护 编号28【课标要求】1.认识金属腐蚀的危害,并能解释金属发生电化学腐蚀的原因,能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。2.熟知金属腐蚀的防护方法。【第一部分：课前延伸案】 1.根据下列四种电化学装置图,回答问题。(1)装置名称:A ,B ,C ,D 。(2)装置A中Fe是 极,Zn是 极;装置D中Fe是 极,C是 极。(3)写出各电极反应式:装置氧化反应还原反应A BCD (4)装置B、C相比较,其反应速率的大小关系是 。2.回答下列问题:(1)铁与氯气反应的化学方程式是 ;纯锌片与盐酸反应的离子方程式是 ;上述两反应过程 (填“是”或“
2、不是”)原电池反应。(2)铁制品在潮湿的环境中比在干燥的环境中 生锈,其原因是 。【第二部分：课内探究案】探究点一 金属的腐蚀1.金属腐蚀(1)概念:金属与周围接触到的 发生 反应而引起损耗的现象。(2)根据与金属接触的 不同,金属腐蚀可分为两类:化学腐蚀:金属与接触到的气体(如O2、Cl2、SO2等)或液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而。电化学腐蚀: 的金属跟 溶液接触时,会发生 反应,比较 的金属 电子而被氧化。(3)用铝制饭盒盛放醋酸,一段时间后,饭盒被腐蚀,这种腐蚀属于,反应的化学方程式为 ;若用铝饭盒盛放食盐(含水时),一段时间后,饭盒被腐蚀,这种腐
3、蚀属于,反应原理是(写电极反应式和总反应式): 。2.钢铁的电化学腐蚀根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同,钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀,如下图所示:(1)钢铁的析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液 较强时，腐蚀过程中有H2放出。Fe是负极，C是正极。发生的电极反应式及总反应式为负极： ；正极： ；总反应： 。(2)钢铁的吸氧腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液呈 或呈并溶有O2时，将会发生吸氧腐蚀。电极反应式及总反应式为负极： ；正极： ；总反应： 。最终生成 ，是铁锈的主要成分。归纳总结(1)影响金属腐蚀的因素影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就金属本性来说,金属越活泼,越 而被
4、腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大,如果金属在潮湿的空气中,接触腐蚀性气体或电解质溶液,都容易被腐蚀。(2)钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较因钢铁表面水膜酸碱性不同,钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀,二者正极反应式不同,但负极反应式相同,都是铁失电子被氧化。【巩固训练】1.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2.如右图所示,试管中放一铁钉,溶液为氯化钠
5、溶液,数天后观察到的现象有_。说明铁钉发生了_腐蚀,其中正极的电极反应式为_,溶液中发生反应的化学方程式为_。探究点二 金属的防护方法1.金属的防护就是防止金属的腐蚀,要解决的主要问题是 。从金属腐蚀的反应实质、影响因素等方面分析,确定金属防护的方法:(1)改变金属的,使金属性质改变,增强其本身的抗腐蚀能力,成为耐腐蚀金属;(2)使金属与化学物质,在金属表面覆盖油漆、镀层金属、氧化膜等保护层。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:负极:;正极: 。(2)判断下列钢铁防护方法的正误在钢铁表面涂矿物性油
6、脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质。( )用电镀的方法,在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属,如锌、锡、铬、镍等。( )工业上常利用一些溶液的氧化作用,在机器零件、精密仪器、枪炮等钢铁制件的表面上形成一层致密的黑色的四氧化三铁薄膜。( )把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢,就大大地增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。( )(3)为了减小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(4)图乙所示的方案也可以减慢铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的 极。 【归纳总结】金属的电化学防护方法类型方法原理
7、实例牺牲阳极的阴极保护法在被保护的设备上装上比它 的金属被保护的金属作原电池的 船舶的外壳上装锌块外加电流的阴极保护法将被保护的设备与惰性电极置于电解质溶液里,接上 被保护的金属作电解池的保护海水中的钢闸门【巩固训练】3.下列关于金属的防护方法的说法不正确的是()A.我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷,搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B.给铁件通入直流电,把铁件与电池负极相连接C.轮船在船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极的阴极保护法D.钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青4.美籍华裔化学家钱永健是诺贝尔化学奖获得者。少年时代,他就对化学产生了浓厚的兴趣。16岁时,他凭借一个金
8、属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目,荣获具有“少年诺贝尔奖”之称的著名奖项。下列说法正确的是()A.金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程B.合金都比纯金属易被腐蚀C.将金属与外加直流电源的负极相连,而将正极接到废铁上,可以防止金属被腐蚀D.镀锌铁比镀锡铁更容易被腐蚀【归纳小结】【第三部分：课后提升案】1.下列叙述中不正确的是()A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍 B.钢铁在干燥空气中不易被腐蚀C.用铝质铆钉铆接铁板,铁板不易被腐蚀 D.原电池中电子由正极流入负极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
9、盐为电镀液 D.铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀3.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重B.图b中,开关由M改置于N时,CuZn合金的腐蚀速率减小C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大D.图d中,ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的4.下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()A.钢管与电源正极连接,钢管可被保护B.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀C.钢管与铜管露天堆放在一起时,钢管不易被腐蚀D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe3e=Fe35.铜制品在经常下酸雨的地区电化学腐蚀严重。写出此电化学腐蚀的电极反应式:正极:_,负极:_。