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1、最新海量高中、初中教学资料尽在金锄头文库第四节 金属的电化学腐蚀与防护【今日目标】用原电池、电解池的原理采取措施，防止金属腐蚀。【学习过程】一、属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面会发生变化本质 金属腐蚀的本质是金属失去电子变成阳离子，发生氧化反应化学腐蚀金属与接触到的干燥气体(如 l 2、 等) 或非电解质液体(如石油 )等直接发生化学反应而引起的腐蚀金属的腐蚀类型 电化学腐蚀不纯的金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀。电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，)析氢腐蚀含义：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程有 出。电极反应：负极：e =极：2H 2e
2、=反应：H =H 2(2)吸氧腐蚀含义：钢铁表面吸附的水膜，酸性很弱或呈中性、碱性时，氧气参加。电极反应电极反应：负极：24e =2极：O 22H 2O4e =4反应：2 22H 2O=2H)2【思考】最新海量高中、初中教学资料尽在金锄头文库钢铁发生吸氧腐蚀生成 H)2，最终生成铁锈的原因是什么？ (用化学方程式表示)【提示】4H) 2O 22H 2O=4H)32H)3 H 2被保护金属作正极，另找一种活泼性较强的金属作负极。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，两者在电解质溶液里，接外加直流电源。【思考】电化学防护的实质是什么？【提示】把
3、被保护的金属作原电池正极或电解池阴极，不参与电极反应，从而不被氧化。三、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀 电化学腐蚀(主要) 定义金属跟接触到的干燥气体或非电解质液体等直接发生化学反应而引起的腐蚀不纯金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼金属原子失去电子而被氧化引起的腐蚀。吸氧腐蚀(主要)析氢腐蚀条件金属与非金属(非电解质) 直接接触水膜中溶有极弱酸性或中性水膜酸性较强区别 无电流产生有微弱电流产生负极： e =应式2=2e =正极：2H 2e =新海量高中、初中教学资料尽在金锄头文库4系两种腐蚀往往同时发生，电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、危害更大。化学腐蚀与电化学腐蚀虽然发生腐蚀
4、的过程不同，但其实质相同，都是金属元素被氧化。【思考】纯铁和生铁分别与等浓度的盐酸反应，哪种反应更快？【提示】生铁(因为形成原电池 )自然界中，钢铁的腐蚀以哪种形式为主？【提示】电化学腐蚀。例 1、如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：序号内容 实验现象1 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月干燥的铁丝表面依然光亮2 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时 铁丝表面依然光亮3 常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月 铁丝表面已变得灰暗4 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时 铁丝表面略显灰暗5 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面已变得灰暗6将
5、浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面灰暗程度比实验 5 严重回答以下问题：(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)_；在电化学腐蚀中，负极反应是_；正极反应是_；(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是_；(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是最新海量高中、初中教学资料尽在金锄头文库_(答两种方法) 。【解析】解答第(1)题应注意联系金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的区别，不纯的金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，较活泼的金属失电子而被氧化，分析题中实验可知，实验 3、4、5 、6 发生了电化学腐蚀，其中负极反应是 e =，正极反应是H 2O4e =4。
6、解答第(2)题时，对比实验 1 和 3 可得出湿度增大，可使铁锈蚀速率加快；对比实验 2、4可知增大 度可加快铁锈蚀的速率；对比实验 4、5 可知升高温度可加快铁锈蚀的速率；对比实验 5、6 可知电解质的存在会使铁锈蚀的速率加快。第(3)题，为防止铁的锈蚀，根据铁锈蚀的类型，可采用牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，还可把铁制成不锈钢(合金) 、亦可采用喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化等方法使铁与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀。【答案】(1)3、4、5、6e =(或 2e =2)2 24e =42)温度、湿度、O 2 的浓度、电解质存在(3)电镀、烤蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极
7、保护法、外加电流的阴极保护法等(答案合理即可)例 2用铝制饭盒盛放醋酸，一段时间后，饭盒被腐蚀，该种腐蚀属于_，反应的化学方程式可表示为_，若用铝制饭盒盛放食盐水，一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀属于_，反应原理是_(写电极反应式和总反应方程式) 。【解析】铝制饭盒盛放醋酸，铝与醋酸直接反应使铝氧化而损耗，属于化学腐蚀，铝制饭盒盛食盐水时，则能形成原电池，因而发生的是电化学腐蚀。【答案】化学腐蚀2=23H 2电化学腐蚀负极：42e =4，正极：6H 2O3O 212e =12总反应方程式：4H 2O 3=4H)3四、金属腐蚀快慢的判断以及金属的防护1判断金属腐蚀快慢的规律最新海量高中、初中教学
8、资料尽在金锄头文库(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措施的腐蚀。(2)对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。(3)活泼性不同的两种金属，构成原电池活动性差别越大，腐蚀越快。(4)对同一种电解质溶液来说，一般是电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。2金属的防护改变金属内部结构增强抗腐蚀能力 不锈钢涂矿物油、油漆或覆盖搪瓷、塑料镀抗蚀金属电镀、热镀、喷镀法金属表面覆盖保护层用化学方法使其表面形成一层致密的氧化膜，金属的钝化外加电流的阴极保护法电化学保护法牺牲阳极的阴极保护法【思考】把生铁放在水中与放在食盐水中，哪个腐蚀的快？【提示】食盐水中。轮船的外壳
9、装有镁合金或锌块，其作用是什么？【提示】保护船体。例 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为：正极：_，负极：_。最新海量高中、初中教学资料尽在金锄头文库(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用甲图所示的方案，其中焊接在闸门上的固体材料 R 可以采用_ 。A铜B 钠 C锌D石墨(3)乙图所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_极。【解析】(1)发生吸氧腐蚀时，负极上 去电子，正极上 到电子。(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌，就可由锌失去电子，锌被溶解，
10、而铁被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极。【答案】(1)O 22H 2O4e =4e =22)C(3)负例 3如图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )A B C D【解析】中 置在海水中，形成了无数微小原电池，发生电化学腐蚀。均构成了原电池。中 活泼性强于 e 作负极发生了电化学腐蚀；中 活泼性比，负极被腐蚀，而 保护；中 活泼性远远强于 以 负极被腐蚀，并且中形成的电流弱于中电流，所以中 腐蚀得快，比腐蚀得慢。因此腐蚀由快到慢的顺序为。【答案】.下图中，铁腐蚀由快到慢的顺序为(电解质溶液为水)_。【解析】中由于
11、水中溶解了氧气，铁与杂质碳会形成原电池，发生电化学腐蚀；中最新海量高中、初中教学资料尽在金锄头文库铁在油中，氧气难以溶解，无电解质溶液，不能形成原电池；、都形成原电池，但中铁为正极，受到保护；中铁为负极，被氧化；、都形成了电解池；中铁与电源的正极相连，作阳极，氧化速率加快；中铁与电源的负极相连，作阴极，受到保护。所以铁腐蚀由快到慢的顺序为 。【答案】 【课堂练习及精析】1以下现象与电化学腐蚀无关的是( )A镀锡铁器比镀锌铁器表面破损时更易被腐蚀B纯铁不容易生锈C镶有相邻的银牙和金牙容易引起头痛D输送氯气的钢管易被氯气腐蚀【解析】A 项中镀锡铁器表面破损时形成原电池，负极，易被腐蚀，而镀锌铁器表
12、面破损时形成原电池，正极，被保护。 B 项中纯铁不能形成原电池，所以不容易被腐蚀。C 项中相邻的银牙和金牙容易形成原电池产生电流，使人头痛恶心。D 项中铁和 接发生反应，为化学腐蚀，与电化学腐蚀无关。【答案】铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是()A2H 2e = 2e =2 24e =4 e =解析】钢铁发生吸氧腐蚀，正极反应为 2 24e =4。【答案】列有关金属的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，若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，铁皮的腐蚀速率很慢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性比铁强，和铁构成原电池，锌作负极，保护铁不被腐蚀；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。最新海量高中、初中教学资料尽在金锄头文库【答案】艇的金属外壳浸在海水中，在海水和空气的作用下会被腐蚀。(1)若海水呈中性，一艘钢制外壳的潜艇在海水中发生腐蚀的电极反应式为：正极：_，负极：_
