《2017-2018学年高中化学第四章电化学基础4.4金属的电化学腐蚀与防护导学案新人教版选修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中化学第四章电化学基础4.4金属的电化学腐蚀与防护导学案新人教版选修（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四节金属的电化学腐蚀与防护1.认识金属腐蚀的危害，能利用原电池原理解释电化学腐蚀的原因。2.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。3.了解金属腐蚀的防护方法。金属的腐蚀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：金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。3分类(1)化学腐蚀：金属跟接触到的干燥气体或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。(2)电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化。电化学腐蚀又可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。4钢铁的电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述条件水膜酸性较强水
2、膜呈中性或酸性很弱电极反应负极(Fe)Fe2e=Fe2Fe2e=Fe2正极(C)2H2e=H22H2OO24e=4OH总反应Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2其他反应4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3，Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈Fe2O3xH2O1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)金属的腐蚀都是金属失去电子被氧化的过程，所以都是化学腐蚀。()(2)因为CO2普遍存在，所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主。()(3)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe3e=Fe3。()(4)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别在于前者有H2生成，后者有O2参加。()答案：
3、(1)(2)(3)(4)2请以吸氧腐蚀为例，用化学方程式解释铁锈(Fe2O3xH2O)的形成过程。(1)负极：_。(2)正极：_。(3)总反应：_。(4)_。(5)_。答案：(1)Fe2e=Fe2(2)O24e2H2O=4OH(3)2FeO22H2O=2Fe(OH)2(4)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(5)2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀电化学腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀条件金属与干燥气体或非电解质液体直接接触水膜中溶有O2，呈极弱酸性或中性水膜酸性较强现象无电流产生有微弱电流产生反应式(以铁腐蚀为例)2Fe3Cl2=2FeCl3负
4、极：Fe2e=Fe2正极：2H2OO24e=4OH正极：2H2e=H2(1)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。(2)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。(2015高考上海卷)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是()Ad 为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为O22H2O4e=4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2e=H2解析A由于活动性：Fe石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电
5、子被还原，比没有形成原电池时铁片的腐蚀速率快，正确。B.d为石墨，由于电解质溶液为中性环境，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨电极上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O22H2O4e=4OH，正确。C.若d为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，Fe得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。D.d为锌块，由于电解质溶液为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O22H2O4e=4OH，错误。答案D(1)若将上述例题装置中“海水”改为“酸雨”，d为石墨，则腐蚀类型属于哪种？正极反应式如何书写？(2)若将上述例题装置中“海水”改为“浓硝酸”，d为铜，则被腐蚀
6、的金属是哪种？解释原因。答案：(1)属于析氢腐蚀。正极反应式为2H2e=H2。(2)铜被腐蚀。铁遇浓硝酸发生钝化被保护，铁作正极，铜作负极，发生氧化反应而被腐蚀。金属腐蚀类型的判断方法(1)根据是否发生原电池反应来判断。发生原电池反应引起的金属腐蚀，属于电化学腐蚀，否则属于化学腐蚀。(2)根据金属的活动性及电解质溶液的酸碱性判断，位于金属活动性顺序表中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀；金属活动性顺序在氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。 金属腐蚀类型及判断1下列关于金属腐蚀的说法正确的是()A金属在潮湿空气中腐蚀的实质是MnH2O=M(
7、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在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀解析：选B。金属腐蚀的实质是金属失去电子，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀放出H2，而在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀，析氢腐蚀和吸氧腐蚀均属于电化学腐蚀。2如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH4的雨水和生铁片。实验时观察到：开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。下列说法正确的是()A生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应B雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀C墨水回升时，碳电极反应式为O
8、22H2O4e=4OHD具支试管中溶液pH逐渐减小解析：选C。生铁片中的碳是原电池的正极，A错误；雨水酸性较强，开始时生铁片发生析氢腐蚀，产生氢气，导管内液面下降，一段时间后生铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面回升，B错误；墨水回升时，生铁片发生吸氧腐蚀，碳极为正极，电极反应为O22H2O4e=4OH，C正确；生铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管内溶液pH均增大，D错误。影响金属腐蚀的因素3如图所示的各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是()ABC D解析：选A。铁在海水中的腐蚀属于电化学腐蚀，当铁与比其活泼性差的Sn相连时，Fe被腐蚀的速率增大(比大)，与活泼性比其
9、强的Zn相连时，Zn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。4如图装置中，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()A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面为左低右高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解析：选B。a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错。金属的防护方法1电化学防护(1)牺牲阳
10、极的阴极保护法原电池原理负极：比被保护金属活泼的金属；正极：被保护的金属设备。(2)外加电流的阴极保护法电解原理阴极：被保护的金属设备；阳极：惰性金属。2改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。3加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用。()(2)在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀。()(3)原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀。()答案：(1)(2)(3)2将下列金属的防护方法连线。(1)加保护层A钢闸门与直流
11、电源负极相连(2)牺牲阳极的阴极保护法B电线外面包塑料法(3)外加电流的阴极保护法C普通钢制成镍铬钢(4)改变内部结构 D轮船外壳装上锌块答案：(1)B (2)D (3)A (4)C金属腐蚀快慢的判断及金属的防护方法1金属腐蚀快慢的判断方法(1)在同一电解质溶液中：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)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。(3)无保护措施的金属腐蚀有一定保护措施的金属腐蚀牺牲阳极的阴极金属的腐蚀有外接电源的阴极金属的腐蚀。(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。2金属的防护方法金
12、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液层。(3)改善金属的内部结构。(2017济南高二检测)利用如图装置探究铁在海水中的电化学腐蚀与防护。下列说法不正确的是()A若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，采用了牺牲阳极的阴极保护法B若X为锌棒，开关K置于N处，X极的反应：4OH4e=O22H2OC若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀，采用了外加电流的阴极保护法D若X为碳棒，开关K置于M处，X极的反应：O24e2H2O=4OH解析若X为锌棒，开关K置于M处，构成原电池，锌为负极，被腐蚀，保护了铁，A对；若X为锌棒，开关K置于N处，为电解池，锌
13、棒为活性阳极，Zn2e=Zn2，B错；若X为碳棒，开关K置于N处，为电解池，铁棒作阴极，被保护，C对；若X为碳棒，开关K置于M处，为原电池，X为正极，电极反应式为O24e2H2O=4OH，D对。答案B(1)若X为锌棒，开关K分别置于M、N处，则两套装置中铁棒被腐蚀的快慢情况如何？(2)镀锡铁若镀层破损，对铁的保护作用会如何变化？答案：(1)两套装置都能对铁棒起保护作用，当开关K置于N处时属于电解池，置于M处时属于原电池，电解池比原电池保护效果好，故开关K置于N处时铁棒被腐蚀的较慢。(2)镀锡铁若镀层破损，会形成原电池，铁比锡活泼而作负极，会失去对铁的保护作用，且加速铁的腐蚀。金属的防护1下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，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀C锅炉的内壁上常装有一些锌块，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些沥青，这是钢铁的电化学保护法解析：选B。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项中锌和铁构成
