1、第四节金属的电化学腐蚀与防护目标与素养：1.了解金属的腐蚀及危害，理解电化学腐蚀的原理。(宏观辨识与变化观念)2.了解金属防护方法，特别是理解电化学防护的方法。(科学精神与社会责任)一、金属的腐蚀1金属腐蚀(1)概念：金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。(2)本质：金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化反应)：Mne=Mn。2化学腐蚀和电化学腐蚀二、钢铁的电化学腐蚀1析氢腐蚀和吸氧腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述条件水膜酸性较强水膜酸性较弱或呈中性电极反应负极Fe2e=Fe2正极2H2e=H2O24e2H2O=4OH总反应Fe2H=H2Fe22FeO22H2O=2Fe(
2、OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3联系通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍2.实质：发生原电池反应，铁作负极，碳作正极。三、金属的防护1金属的电化学防护(1)牺牲阳极的阴极保护法：利用原电池原理，让被保护金属作正极，另找一种活泼性较强的金属作负极。如图所示：(2)外加电流的阴极保护法：利用电解池原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，在电解质溶液里，接外加直流电源。如图所示：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。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)铝、锌制品因铝、锌还原性较
3、弱，不能被空气氧化而能稳定存在于空气中。()(2)钢铁在潮湿的空气中易发生化学腐蚀。()(3)菜刀放于盐水中主要发生吸氧腐蚀。()(4)铁锌合金发生吸氧腐蚀时，负极反应为Fe2e=Fe2。()答案(1)(2)(3)(4)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船体镶嵌铝条防腐蚀的原理是牺牲阳极的阴极保护法D马口铁(镀锡铁)的镀层破损后，铁仍能受到保护答案D3将铁钉放入NaCl溶液中发生_腐蚀，负极反应式为_，正极反应式为_。答案吸氧2Fe4e=2Fe2O24e2H2O=4OH金属的腐蚀与防护1.金属化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀电化学腐蚀
4、(主要)吸氧腐蚀(主要)析氢腐蚀条件金属直接发生化学反应水膜中溶有O2，呈弱酸性或中性水膜酸性较强本质金属被氧化而腐蚀较活泼金属被氧化而腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生注意：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。钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe2，而非Fe3。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)。(
5、2)活动性不同的两金属，活动性越强，腐蚀得越快。(3)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。3金属的防护方法 1利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是()Aa管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B一段时间后，a管液面高于b管液面Ca处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小Da、b两处具有相同的电极反应式：Fe2e=Fe2Ca处发生吸氧腐蚀生成OH，pH增大，b处发生析氢腐蚀，消耗H，pH增大。2下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是()ABCDA铁在海水中的腐蚀属于电化学腐蚀，当铁与比它活
6、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。3相同材质的铁在下图中的各情形下最不易被腐蚀的是()ABCDCA中，食醋作电解质溶液，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属电极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；B中，食盐水作电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；C中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；D中，酸雨作电解质溶液，铁铆钉和铜板分别作负极、正极，形成原电池。1下列关于金属腐蚀的说法正确的是()A金属在
7、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。2为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置，下列有关说法中错误的是 ()A正极的电极反应式为O22H2O4e=4OHB将石墨电极改成Mg电极，难以观察到铁锈生成C若向自来水中加入少量NaCl(s)
8、，可较快地看到铁锈D分别向铁、石墨电极附近吹入O2，前者铁锈出现得快答案D3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()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。4如图所示装置中，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()
9、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Fe2e=Fe2Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀Ba、b试管中均发生铁的电化学腐蚀，在食盐水中的Fe发生吸氧腐蚀，正极是碳，发生反应：2H2OO24e=4OH，负极为铁，发生反应：2Fe4e=2Fe2，由于吸收O2，a试管中压强降低；b试管中的电解质溶液是酸性较强的NH4Cl溶液，故发生析氢腐蚀，正极发生反应：2H2e=H2，负极发生反应：Fe2e=Fe2，由于放出H2，b试管中压强增大，故U形管中的红墨水柱应是左高右低。故B项错误。5如图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图
10、。试分析实验并回答下列问题：(1)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是_，铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为(用甲、乙、丙填写)_。(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越_(填“高”或“低”)越易腐蚀。(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为_。(4)针对乙、丙装置研究的结果分析，可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀：_(写出一点即可)。解析铁粉、炭粉、食盐水构成原电池，发生吸氧腐蚀，故乙中液面最高；甲中铁粉中的少量碳也能发生吸氧腐蚀，但由于C的含量少，故不如乙中Fe腐蚀的快，丙中乙醇为非电解质，铁粉、炭粉形不成原电池，Fe受到保护，故可把钢铁放在油脂或有机溶剂中进行保护。答案(1)乙乙甲丙(2)高(3)2H2OO24e=4OH(4)将金属放在油脂或有机溶剂中
