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1、第二节 金属的腐蚀和防护,第一课时 金属的腐蚀,1.能记住金属腐蚀的化学原理及类型。 2.能说出影响金属腐蚀快慢的因素。,一,二,一、金属腐蚀的定义、实质及分类 1.定义 金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 2.实质,一,二,3.分类 由于金属接触的介质不同,发生腐蚀的化学原理不同,一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 (1)化学腐蚀:金属或合金跟接触到的物质(如O2、Cl2、SO2等)直接发生化学反应而引起的腐蚀。一般情况下,温度越高,金属腐蚀越快。 (2)电化学腐蚀:不纯的金属或合金跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化。 为什么说电
2、化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因? 提示:由于钢铁直接接触化学物质而发生化学腐蚀的机会并不多,而接触电解质溶液的机会却比较多,且钢铁本身又是合金。因此,易于形成原电池而发生电化学腐蚀。,一,二,二、电化学腐蚀的分类 钢铁发生电化学腐蚀的情况有两种:吸氧腐蚀和析氢腐蚀。 1.吸氧腐蚀 钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性 时,氧气参加电极反应,发生吸氧腐蚀。,钢铁的吸氧腐蚀示意图,一,二,2.析氢腐蚀 若钢铁表面形成的一层电解质溶液薄膜酸性较强,则发生析氢腐蚀。 钢铁的析氢腐蚀示意图,一,二,铁锅用完后要洗刷干净并保持干燥,如果炒完菜之后不刷锅,残留的菜汤会对铁锅产生什么影响?,一,二,一、化学腐
3、蚀与电化学腐蚀的比较,一,二,一,二,特别提醒判断金属的腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀:(1)首先看金属:如金属是纯金属,也不与其他金属接触,则可能发生的腐蚀为化学腐蚀;若金属不纯或与其他金属接触,则发生的腐蚀为电化学腐蚀。(2)其次看接触的物质:如接触的物质是干燥的物质、非电解质、气体单质等,金属发生的腐蚀为化学腐蚀;如接触的物质是电解质溶液,则发生的腐蚀可能为电化学腐蚀。(3)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀一般越快。 (4)由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液,故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式;只有金属活动性排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀,而位于氢之后的金属只能发生
4、吸氧腐蚀。,一,二,二、判断金属电化学腐蚀快慢的方法 不纯的金属或合金在潮湿的空气中形成微电池,发生电化学腐蚀,活泼金属因被腐蚀而损耗。金属腐蚀的快慢可从以下两方面进行判断: (1)构成微电池的材料。两极材料的活动性差别越大,氧化还原反应的速率越大,活泼金属被腐蚀得就越快。 (2)活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀,电解质溶液中离子浓度越大,金属的腐蚀越快。,知识点1,知识点2,知识点3,解析:金属在潮湿空气中的腐蚀以吸氧腐蚀为主。金属的化学腐蚀需接触氧化性物质,不一定在酸性条件下,且金属失去的电子直接转移给氧化剂。 答案:B,知识点1,知识点2,知识点3,点拨化学腐蚀与电
5、化学腐蚀从本质上讲都是金属被氧化的过程,只是电化学腐蚀的环境更加普遍,所以钢铁的腐蚀是以电化学腐蚀为主。,知识点1,知识点2,知识点3,【例题2】 如图表示的是钢铁在海水中的锈蚀过程,以下有关说法正确的是( ) A.该金属腐蚀过程为析氢腐蚀 B.正极为C,发生的反应为氧化反应 C.在酸性条件下发生的是吸氧腐蚀,知识点1,知识点2,知识点3,解析:从题图看出,该过程发生原电池反应,正极上O2得电子,发生吸氧腐蚀;正极为碳,正极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-;金属在酸性条件下发生析氢腐蚀。 答案:D 点拨“析氢”是指正极上H+得电子发生还原反应生成H2,“吸氧”是指正极上O2得电子发生还
6、原反应。,知识点1,知识点2,知识点3,【例题3】 如何防止铁的锈蚀是值得研究的重点课题。为研究铁锈蚀的影响因素,某同学做了如下探究实验:,知识点1,知识点2,知识点3,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,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 (答两种方法)。 (4)通过本次探究,请你总结出金属腐蚀快慢的规律。,知识点1,知识点2,知识点3,解答第(2)题时,对比实验1、3可知增大湿度,可加快铁锈蚀的速率;对比实验3、4可知增大O2浓度,可加快铁锈蚀的速率;
7、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可知电解质的存在可加快铁锈蚀的速率。 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。,知识点1,知识点2,知识点3,(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质的存在 (3)电镀、烤蓝等表面覆盖保护层,牺牲阳极的阴极保护法(其他合理答案也可) (4)金属腐蚀快慢的规律: 金属腐蚀快慢与是否与电解质溶液接触有关,接触电解质溶液的腐蚀比不接触电解质溶液的腐蚀快。 金属腐蚀的快慢取决于
8、与金属接触的氧化剂浓度的大小,氧化剂浓度越大,金属腐蚀越严重。 金属腐蚀的快慢与电解质溶液中离子浓度大小有关,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀越严重。 金属腐蚀的快慢与温度有关,较高温度下比常温下的腐蚀快。,知识点1,知识点2,知识点3,点拨探究铁生锈条件的实验设计要做对比实验,根据实验现象得出结论。,1 2 3 4 5,1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
9、同,但电化学腐蚀伴有电流产生,1 2 3 4 5,解析:金属腐蚀的本质是金属原子失电子被氧化,腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼,外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触,腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀,A错误;电化学腐蚀指不纯金属发生原电池反应而损耗的过程,不需要通过电流的作用,B错误;钢铁电化学腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,正极吸收氧气,而不是负极吸收氧气,C错误;只有选项D正确。 答案:D,2下列叙述不正确的是( ) A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍 B.钢铁在干燥空气里不易被腐蚀 C.用铝制铆钉铆接铁板,铁板易被腐蚀 D.原电池中电子经外电路由负极流入正极 解析:活泼金属作负极,铝比铁
10、活泼,铝作负极被腐蚀,C项错误。 答案:C,1 2 3 4 5,1 2 3 4 5,3下列事实中,与电化学腐蚀无关的是( ) A.在空气中,光亮的银表面逐渐变暗 B.为保护海轮的船壳,常在船壳上镶入锌块 C.埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀 D.镀锡的铁制品镀层部分受损后,露出的铁表面易被腐蚀 解析:A项,属于化学腐蚀;B项,船壳镶锌后锌被腐蚀;C项,干燥土壤中不易形成电解质溶液;D项,铁比锡活泼,故镀层破损后铁更易被腐蚀。 答案:A,1 2 3 4 5,4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.用锡焊接的铁制器件,焊接处易生锈 C.青铜文物在潮湿
11、环境中的腐蚀比干燥环境中慢 D.铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀 解析:青铜合金在潮湿环境下可以发生电化学腐蚀,比干燥环境中腐蚀快,C错误。 答案:C,1 2 3 4 5,5如图所示的是铁钉在水中被腐蚀的两种实验结果: 钢铁表面吸附的水膜酸性较强时,所对应装置图可能为 ,铁为原电池的 极,其电极反应式为 ;碳为原电池的 极,其电极反应式为 。当钢铁的表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时,所对应装置图可能为 ,铁为原电池的 极,其电极反应式为 ; 碳为原电池的 极,其电极反应式为 。,1 2 3 4 5,解析:钢铁发生析氢腐蚀时,会产生氢气,使试管内气体体积增大;钢铁发生吸氧腐蚀时,会消耗氧气,使试管内的气体体积减小。观察试管内的气体体积的变化可判断出,甲中发生的是吸氧腐蚀,乙中发生的是析氢腐蚀,进而写出各自的电极反应式。,
