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1、第十五讲 金属的腐蚀与防护教学目标1.知道金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀与电化学腐蚀） 。2.了解金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害。3.掌握金属防护的方法知识梳理知识点一、金属腐蚀的类型金属腐蚀：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。其实质就是金属原子失去电子而被氧化的过程：M-ne -=Mn+1.化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体（如 O2、Cl 2等）或非电解质液体等直接发生化学反应而引起的腐蚀2.电化学腐蚀：不纯的金属与电解质溶液接触，发生原电池反应的腐蚀。如：钢铁在潮湿的空气中生锈，就是电化学腐蚀最典型的例子。化学腐蚀与电化学腐蚀的区别：化学腐蚀 电化
2、学腐蚀条件 金属跟氧化剂直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象 无电流产生 有微弱电流产生本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍典型例题1关于金属腐蚀的叙述中，正确的是(C)A金属被腐蚀的本质是 MnH 2O=M(OH)n H2n2B马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化C金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀知识点二、电化学腐蚀1. 析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液（水膜）酸性较强，腐蚀过程中有氢气放出，叫做析氢腐蚀 。 2. 吸氧腐蚀：金属表面的电解质溶液（水膜）酸性较弱或呈中性、碱性且
3、溶有一定量氧气时，发生吸氧腐蚀。钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较析氢腐蚀 吸氧腐蚀图形描述条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或中性负极 Fe-2e-=Fe2+ Fe-2e-=Fe2+正极 2H+2e-=H2 O2+4e-+2H2O=4OH-电极反应总反应Fe+2H+= Fe2+ H2Fe2 2OH =Fe (OH)22Fe+O2+2H2O=2Fe (OH)2联系 吸氧腐蚀更普遍3.金属腐蚀快慢的判断：（1）同一电解液的腐蚀：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀（2）同一种金属的腐蚀：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液典型例题1如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：(1).铁钉在逐
4、渐生锈，则铁钉的腐蚀属于 电化学 腐蚀。(2).若试管内液面上升，则原溶液呈 弱酸性或中 性，发生 吸氧 腐蚀，电极反应式：负极： 2Fe4e =2Fe2 ，正极： O22H2O4e= =4OH 。(3).若试管内液面下降，则原溶液呈 较强的酸性 ，发生 析氢 腐蚀。电极反应式：负极： Fe2e =Fe2 ，正极： 2H 2e =H2 。2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
5、氧腐蚀，b 试管中发生了析氢腐蚀答案B3家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是( )A4Fe(OH) 2 2H2OO 2 4Fe(OH)3B2Fe2H 2OO 2 2Fe(OH)2C2H 2OO 24e 4OHDFe3e Fe3答案：D4.（2013-2014 朝阳高二期末 2）.下列叙述不正确的是（ ）铁表面镀锌，铁作阳极船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O 2+2H2O+4e-=4OH-钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极被氧化：Fe-3e -=Fe3+A. B. C. D.答案：D5如下图所示各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快
6、到慢的顺序为(C)A B C D知识点三、金属防护的方法1.金属常见的防护方法（1）在金属表面覆盖保护层a. 在金属表面涂油脂、油漆或覆盖搪瓷等物质b. 用电镀、喷镀的方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属。如自行车钢圈就是用电镀的方法在铁表面镀上一层耐腐蚀、耐磨的铬或镍。c. 用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜。（2）改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力，如制成不锈钢。2.金属的电化学防护法牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法依据 原电池 原理 电解池 原理原理 a. 负极：比被保护的金属活泼的金属（要定期予以更换）b. 正极：被保护的金属设备a. 阴极: 被保护的金属设备
7、 b. 阳极：惰性金属或石墨应用 一些钢铁设备（如锅炉内壁、船舶外壳等）装上镁合金或锌块土壤、海水及水中的金属设备实例示意图典型例题1下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是()金属表面涂抹油漆 改变金属内部结构 保持金属表面清洁干燥 金属表面进行电镀 使金属表面形成致密的氧化物薄膜A BC D全部答案D2为了防止轮船船体的腐蚀，应在船壳水线以下位置嵌下一定数量的( )A铜块 B铅块 C锌块 D钠块答案：C3.（2013 人大附高二期末 13）.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ）A.纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B.当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用C
8、.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀答案：C4图的目的是精炼铜，图的目的是保护钢闸门。下列说法不正确的是图 图A图中 a 为纯铜 B图中 SO42-向 b 极移动C图中如果 a、b 间连接电源，则 a 连接负极D图中如果 a、b 间用导线连接，则 X 可以是铜答案：D5下列金属防护属于电化学保护的是( )A改变金属内部组成结构，可以增强金属耐腐蚀的能力B在金属表面覆盖一层保护层C牺牲阳极阴极保护法D外加电流阳极保护法答案：CD巩固练习1在空气中，钢铁与食盐水接触，发生电化腐蚀，在正极上发生的电极反应是（ ）
9、AFe-2e -Fe 2+ B2H+2e -H 2 CNa +e-Na D2H 2O+O2+4e- 4OH-答案：D2钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生原电池反应为 2Fe2H2O O2 = 2Fe24OH。以下说法正确的是（ ）A负极发生的反应为：Fe 2e = Fe2 B正极发生的反应为：2H 2OO 22e = 4OHC原电池是将电能转变为化学能的装置 D钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀答案：A3日常生活中所用的自来水管，你认为用哪一种管子既经济又耐用( )A镀锌铁管 B不锈钢管 C铜管 D普通钢管答案：A4为了防止铁腐蚀，下列做法不可取的是( )A在铁制品表面刷漆 B将铁制品长
10、期暴露在空气中C将铁制品浸在水中与空气隔绝 D在铁制品表面镀氧化膜答案：B5为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是（ ） （ 双 选 ）A将青铜器放在银质托盘上 B将青铜器保存在干燥的环境中C将青铜器保存在潮湿的空气中 D在 青 铜 器 的 表 面 覆 盖 一 层 防 渗 的 高 分 子 膜答 案 ： BD6以下防腐措施中，属于电化学保护法的是(C)A用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜B在金属中加入一些铬或者镍制成合金C在轮船的船壳水线以下部分，装上一锌锭D在金属表面喷漆7下列现象中，不是由于原电池反应造成的是(D )A含杂质的锌与盐酸反应比纯锌与盐酸反应速率快B金属在潮湿的空气中
11、易腐蚀C纯铁和盐酸反应，如滴入几滴硫酸铜溶液，则可加快反应速率D化工厂中的铁锅炉易腐蚀而损坏8下列事实不能用电化学原理解释的是( A )A铝片不需要特殊的保护方法B炒过菜的铁锅未清洗易生锈C轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌D镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀9炒过菜的锅未及时洗净（残留液中含有 NaCl） ，第二天便会被腐蚀而出现红褐色锈斑。试回答：（1）铁锅的锈蚀应属于 电化学腐蚀 ，腐蚀的原因是铁锅材料为合金，铁和少量的碳及 NaCl 溶液构成原电池，使铁发生电化学腐蚀 。（2）铁锅锈蚀的电极反应式为：负极 Fe2e=Fe2；正极 O22H2O4e =4OH。正负极电极反应产物继续发生反应，反应的离
12、子方程式和化学方程式为:Fe22OH =Fe（OH）2; 2Fe+O+2H2O=2Fe (OH)2。10. 钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁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 ，该腐蚀过程的正极反应式为 O22H2O 4e=4OH。（2）为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可利用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料 R 可以采用 C 。A铜 B钠 C锌 D石墨 （3）图乙所示的方案也可以降低铁闸的腐蚀速率，其中铁阀门应该连接在直流电源的 负 极。拓展提升1以下现象与电化腐蚀无关的是( )A黄铜(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
13、铁)容易生锈C铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D银制奖牌久置后表面变暗答案：D2在钢铁腐蚀过程中，下列五种变化可能发生的是（ ）Fe2+转化为 Fe3+ O2被还原 产生 H2 Fe(OH)3失水形成 Fe2O3xH2O杂质碳被氧化A只 B只 C D答案：C3为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间。下列对实验结束时现象的描述不正确的是(B)A装置左侧的液面一定会下降 B左侧液面装置比装置的低C装置中的铁钉腐蚀最严重 D装置中的铁钉几乎没被腐蚀4镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有 0.2 mol 电子发生转移，下列说法正确的是 (B )有 5.6 g 金属被腐蚀 有 6.5 g 金属被腐蚀 在标准状况下有 2.24 L 气体放出 在标准状况下有 1.12 L 气体放出A B C D5在 A、B、C 三个烧杯中分别盛有相同浓度的稀硫酸，如图所示：（1）A 中反应的离子方程式为 Fe+2H+= Fe2+ H2 。（2）B 中 Sn 极的电极反应式为 2H+2e-=H2 ，Sn 极附近溶液的 pH 增大 (填“增大 ”、 “减小 ”或“不变”) 。（3）C 中被腐蚀的金属是 锌 ，总反应的离子方程式为 Zn+2H+= Zn2+ H2 ，比较 A、B、C 中铁被腐蚀
