《（浙江专用）2017-2018学年高中化学 专题1 化学反应与能量变化 1.3 金属的腐蚀与防护 苏教版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（浙江专用）2017-2018学年高中化学 专题1 化学反应与能量变化 1.3 金属的腐蚀与防护 苏教版选修4（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、单元 金属的腐蚀与防护 一、金属的电化学腐蚀 1.金属腐蚀的危害 在生产生活中,金属腐蚀所带来的损失非常巨大。金属生产设备 的腐蚀会导致工厂停产,金属腐蚀还会使桥梁、建筑物等损坏甚至 坍塌,地下金属管道会因腐蚀而泄漏据报道,全世界每年因金 属腐蚀造成的直接经济损失约占各国国内生产总值(GDP)的 2%4%,超过地震、水灾、台风等自然灾害造成损失的总和。 2.金属的腐蚀 (1)金属的腐蚀是指金属及其合金与周围环境中的物质发生化学 反应而腐蚀损耗的现象。 (2)金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化的过程,用化 学方程式表示(M代表金属元素)为M-ne-Mn+。 (3)分类。 金属的腐蚀可分为化
2、学腐蚀和电化学腐蚀。 化学腐蚀是指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引 起的腐蚀。 电化学腐蚀是指不纯的金属或合金发生原电池反应,使较活泼的 金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。 3.钢铁的电化学腐蚀 钢铁的电化学腐蚀根据钢铁表面水溶液薄膜(电解质溶液)的酸 碱性不同而不同。钢铁的电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀。 1.钢铁的电化学腐蚀中,哪种腐蚀更为普遍?为什么 ? 提示吸氧腐蚀。因为即使开始时为析氢腐蚀,但随着氢气的放出 ,金属表面的氢离子浓度逐渐降低,从而转化为吸氧腐蚀。 二、金属的电化学防护 1.金属防护的基本思路 (1)防止金属与氧化性介质直接接触; (2)防止金属表面形成电解质溶
3、液层(水膜); (3)改变金属内部结构。 2.自行车为什么在干燥环境中不易生锈? 提示在干燥环境中,自行车的金属表面不易形成电解质溶液。 2.金属防护的常用方法 (1)加保护层防止形成原电池。 (2)电化学防护。 我们知道,金属在发生电化学腐蚀时,总是作为原电池的负极的 金属被腐蚀,作为正极的金属不被腐蚀,如果能让被保护的金属成 为正极,则该金属就不被腐蚀。 牺牲阳极的阴极保护法; 外加电流的阴极保护法。 (3)改变金属内部的组成结构,将金属制成合金,增强抗腐蚀能力 。 知识点1知识点2知识点3 金属的电化学腐蚀 【例题1】 铜制品上的铝制铆钉,在潮湿的空气中易腐蚀的主要 原因可描述为( )
4、A.形成原电池,铝作负极 B.形成原电池,铜作负极 C.形成原电池时,电流由铝流向铜 D.铝制铆钉发生了化学腐蚀 解析电化学腐蚀与化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反 应。金属铝发生的是电化学腐蚀,铝比铜活泼,故金属铝是负极;电 流的流动方向与电子的流动方向恰好相反,电流应是由铜流向铝。 答案A 知识点1知识点2知识点3 主要从以下几个方面来解决此类题目: (1)正确地判断出金属腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀。 (2)如果是电化学腐蚀,判断出正、负极,一般活泼的金属为负极 被腐蚀,不活泼的金属为正极被保护。 知识点1知识点2知识点3 【针对训练1】 以下现象与电化学腐蚀无关的是( ) A.黄铜
5、(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈 C.铁制器件附有铜制配件,在接触处易生铁锈 D.银制奖牌久置后表面变暗 解析黄铜(铜锌合金)发生电化学腐蚀时,被腐蚀的金属应是金属 性较活泼的锌而不是铜;生铁中含较多的碳,在电解质溶液作用下 容易形成原电池,即更容易生锈;铁制器件附有铜配件时,在接触电 解质溶液时,铁是原电池的负极,易被腐蚀生成铁锈;银制奖牌久置 后可能被硫或氧气氧化成银的化合物而使其表面变暗,这是化学腐 蚀,与电化学腐蚀无关。 答案D 知识点1知识点2知识点3 金属的吸氧腐蚀和析氢腐蚀 【例题2】 如图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有
6、食盐水和氯化铵溶液(呈酸性),各加入生铁块,放置一段时间。下列 有关描述错误的是( ) 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 D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀 知识点1知识点2知识点3 答案B 知识点1知识点2知识点3 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,就越容易失去电子而被腐蚀。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,就容易被腐蚀。 (1)电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有 防护腐蚀措施的腐蚀。 (2)对同一金属来说,腐蚀的快慢:强电解质溶液弱电
7、解质溶液 非电解质溶液。 (3)活动性不同的两种金属,活动性差别越大,活动性强的金属腐 蚀越快。 (4)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀越 快。 知识点1知识点2知识点3 【针对训练2-1】 如下图所示,将紧紧缠绕不同金属丝的铁钉放 入培养皿中,再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液,冷却后形 成琼胶(离子在琼胶内可以移动),下列叙述正确的是( ) A.a中铁钉附近呈现红色 B.b中铁钉上发生还原反应 C.a中铜丝上发生氧化反应 D.b中铝条附近有气泡产生 答案B 知识点1知识点2知识点3 知识点1知识点2知识点3 解析铁作原电池的负极,发生氧化反应而被腐蚀,电极反应式为
8、 Fe-2e- Fe2+,铁片腐蚀最严重的区域应是与电解质溶液接触的 地方。 答案D 知识点1知识点2知识点3 金属腐蚀的防护方法 【例题3】 下列有关金属保护方法的说法中正确的是( ) A.常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.白铁(镀锌铁)镀层破损后,铁皮的腐蚀速度很慢 C.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阴极的阳极 保护法 D.钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青,这是钢铁的电化学保护法 解析A项中涂层破损后,铁直接暴露在空气中,因而搪瓷层不能对破损 部分进行保护;B项中镀层破损后由于锌的金属活动性比铁强,和铁构成 原电池,锌作负极,保护
9、铁不被腐蚀;C选项应是牺牲阳极的阴极保护法 ;D项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。 答案B 知识点1知识点2知识点3 常见防止金属腐蚀的具体方法: (1)给金属穿上“防护服”。 涂漆如在钢铁表面涂防锈油漆; 热镀加热锌或锡等耐腐蚀性能较强的金属,使其均匀覆盖于 钢铁表面; 电镀在钢铁表面形成锌或铬等耐腐蚀性较强的金属镀层; 喷涂有机或无机涂层材料等。 (2)电化学防护法即牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴 极保护法。 (3)在钢铁中加入一定比例的铬和镍(如14%18%Cr,7%9%Ni), 改变钢铁内部的组成和结构,可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能, 这就是常见的“不锈钢”。 知识点1知识点2知识点3 【针对训练3】 为了防止钢铁锈蚀,下列防护方法中正确的是( ) A.在精密机床的铁床上安装铜螺钉 B.在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨,一同浸入海水 中 C.在海轮船上用铁丝系住锌板浸在海水里 D.在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极 解析A、B两项中形成的原电池都是铁作负极,加快钢铁腐蚀;D 项中铸铁管作阳极,加快腐蚀;C项中锌比铁活泼,铁作正极。 答案C
