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1、第4课 第5课时 金属的腐蚀与防护 01目标任务课程标准学习目标1了解金属发生电化学腐蚀的本质，能利用电化学原理解释金属腐蚀现象。2知道金属腐蚀的危害，能选择并设计防腐措施。1能根据实验现象辨识金属腐蚀的类型及反应原理，从金属的宏观特征和微观结构角度解释金属发生电化学腐蚀的规律及现象。2能依据电化学原理分析金属发生电化学腐蚀的本质，设计合理的防腐措施，建构相应的理论模型。02预习导学自主梳理一、金属的腐蚀1金属腐蚀(1)概念：金属与周围的气体或液体物质发生 反应而引起损耗的现象。(2)本质：金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生 反应)：Mne=Mn。2化学腐蚀和电化学腐蚀（1）化学腐蚀 含义
2、：金属直接发生化学反应而引起的腐蚀。条件：干燥气体，如氧气、氯气、二氧化硫等，非电解质液体，如石油。（2）电化学腐蚀 含义：不纯的金属发生 反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。条件：接触到 溶液。二、钢铁的电化学腐蚀1析氢腐蚀和吸氧腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述条件水膜酸性较强水膜酸性较弱或呈中性电极反应负极Fe2e=Fe2正极 O24e2H2O=4OH总反应Fe2H=H2Fe22FeO22H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3联系通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍2.实质：发生原电池反应，铁作 极，碳作 极。三、金属的防护1金属的电化学防护(1)牺牲阳极的阴极
3、保护法：利用 原理，让被保护金属作 极，另找一种活泼性较强的金属作 极。如图所示：(2)外加电流的阴极保护法：利用 原理，把被保护的钢铁设备作为 极，用惰性电极作为辅助 极，在电解质溶液里，接外加 。如图所示：2金属的其他保护方法(1)把金属制成防腐的 ，如不锈钢。(2)加保护层。如喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化。【答案】一、1(1)氧化还原 (2)氧化 2原电池 电解质二、12H2e=H2 2.负 正 三、1(1)原电池 正 负 (2)电解池 阴 阳 直流电源 2(1)合金预习检测1下列说法不正确的是A生活中金属构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池B原电池反应是
4、导致金属腐蚀的主要原因，故不能用原电池原理来减缓金属的腐蚀C钢铁电化学腐蚀分为吸氧和析氢腐蚀，主要区别在于水膜的酸性不同，引起的正极反应不同D无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化【答案】B【解析】A金属表面喷涂层就是为了防止金属与其他物质形成原电池而被腐蚀，故A正确；B电化学腐蚀是金属腐蚀的主要原因，利用好电化学，可以做到保护金属的作用，比如被保护的金属放在正极上也可以防止金属被腐蚀，故B错误；C电化学腐蚀分为吸氧和析氢腐蚀，主要区别在于水膜的酸性不同，吸氧腐蚀在正极上O2参加反应产生OH，析氢腐蚀在正极上H+得电子产生H2，故C正确；D金属单质的结构都是最外层电子数比较少，容易失去电子而
5、被氧化，故D正确；故本题选B2下列有关金属腐蚀的说法不正确的是A镀层破损的白铁皮(镀锌)比马口铁(镀锡)更易被腐蚀B海水中钢铁水闸与外加直流电源的负极相连可减缓其腐蚀C用氯化铁溶液腐蚀铜板制作印刷电路板D铝片经过浓硫酸处理后表面生成致密的氧化膜可保护铝【答案】A【解析】A镀层破损的白铁皮(镀锌)中锌做负极铁做正极被保护，破损的马口铁(镀锡)铁做负极更易被腐蚀，A错误；B海水中钢铁水闸与外加直流电源的负极相连做阴极被保护，B正确；C氯化铁溶液可以和铜反应，故可以用氯化铁溶液腐蚀铜板制作印刷电路板，C正确；D致密的氧化膜阻止反应进一步发生，可保护铝，D正确； 故选A。3常温下，某小组探究不同溶液中
6、钢铁的腐蚀，结果如下。下列说法不正确的是溶液腐蚀快慢较快慢慢较快主要产物A在溶液中，主要发生的是析氢腐蚀B在溶液中，发生腐蚀时正极反应为：C由实验可知，溶液碱性越强，钢铁腐蚀越困难D钢铁腐蚀的产物受到溶液酸碱性的影响【答案】C【解析】A在溶液中，酸性条件下，主要发生的是析氢腐蚀，故A正确；B在溶液中，发生吸氧腐蚀，正极反应为：，故B正确；C中腐蚀速度快，说明溶液碱性越强，钢铁腐蚀越容易，故C错误；D不同pH条件下，钢铁腐蚀的产物不同，受到溶液酸碱性的影响，故D正确；故答案选C。4一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如表。下列说法正确的是pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主
7、要产物A随pH的升高，碳钢腐蚀速率逐渐加快B在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会加快CpH为14，其负极反应为DpH4，发生析氢腐蚀【答案】D【解析】A由题表可知，随pH的升高，碳钢腐蚀速率先减慢后逐渐加快，故A错误；B碱性条件下钢铁发生吸氧腐蚀，煮沸除氧气后的碱性溶液中氧气浓度降低，碳钢腐蚀速率会减慢，故B错误；C在pH=14的溶液中，碳钢发生吸氧腐蚀，负极反应为，故C错误；D当pH4时，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极上电极反应式为，正极上电极反应式为，故D正确。综上所述，答案为D。5下列关于金属腐蚀与防护的说法中正确的是A牺牲阳极的阴极保护法是一种基于电解原理的金属防护法B钢铁的析氢腐蚀
8、和吸氧腐蚀的负极反应式相同C生铁在河水中比在海水中腐蚀更快D将变黑后的银器(表面被氧化为Ag2S)放入盛有食盐溶液的铝质容器中，黑色褪去是因为生成了AgCl【答案】B【解析】A牺牲阳极的阴极保护法是将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起，更活泼的金属作为阳极(原电池负极)不断被腐蚀的方法，该方法基于原电池原理，故A错误；B析氢腐蚀和吸氧腐蚀的负极反应式均为，故B正确；C海水富含电解质，故生铁在海水中比河水中更易形成原电池，生铁在河水中比在海水中腐蚀慢得多，故C错误；D将变黑的银器放入盛有食盐溶液的铝质容器中后，形成原电池，铝为负极，银为正极，Ag2S中+1价的银接受电子生成银单质，并未生成A
9、gCl，故D错误；答案选B。6用图示的方法可以保护钢质闸门，下列说法不正确的是A当a、b间用导线连接时，则X应发生氧化反应B当a、b间用导线连接时，则X可以是锌C当a、b与外接电源相连时，a应连接电源的负极D当a、b与外接电源相连时，其方法为牺牲阳极的阴极保护法【答案】D【解析】A当a、b间用导线连接时形成了原电池，铁需要被保护，则铁做正极，X做负极，发生氧化反应，故A正确；B当a、b间用导线连接时形成了原电池，铁需要被保护，则铁做正极，X做负极，X需要的是一种活泼性比铁强的金属，可以是锌，故B正确；C当a、b与外接电源相连时，铁需要被保护，则铁做阴极，a应连接电源的负极，故C正确；D当a、b
10、与外接电源相连时，利用电解原理保护金属铁，其方法是外加电流法，故D错误；故选D。探究提升03环节一 金属腐蚀【情境材料】实验1：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。一段时间后，观察导管中水柱和铁钉的变化。如图1。图1图2实验2：向100 mL烧杯中加入约50 mL饱和食盐水后，插入两个玻璃筒(无底)：将一个无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与检流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中。如图2。【问题探究】1实验1的实验现象是什么？铁钉为什么会生锈？说明什么问题？请分析变化的原因。2实验2的检流计的指针是否偏转？说明什么问题？若向实验2的插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，将会
11、看到什么现象？说明什么问题？请写出相关电极反应式。3若将实验1和实验2的溶液换为盐酸(均足量)。实验1存在哪些形式的化学腐蚀？实验2中是否有电流通过？写出相关电极反应式。4根据上述实验，我们对金属如何防护？【答案】1实验1中导管中的水柱上升，铁钉生锈。说明该过程铁钉被腐蚀。铁钉发生的是吸氧腐蚀。2检流计指针偏转。说明有电流通过。向碳棒一端加入酚酞溶液，显红色。说明该极的电极反应为O22H2O4e=4OH。3若换为盐酸，则实验1中会发生铁与盐酸的化学腐蚀，同时也有电化学腐蚀。实验2中则发生电化学腐蚀。正极：2H2e=H2，负极：Fe2e=Fe2。4把需要防护的金属作原电池的正极或作电解池的阴极。
12、要点归纳1化学腐蚀和电化学腐蚀金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀定义金属与接触到的物质直接反应不纯的金属在潮湿的空气或电解质溶液中形成原电池，发生氧化还原反应现象金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生实质与联系实质：都是金属原子失去电子被氧化而损耗； 化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍2钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀：分类析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述形成条件水膜酸性较强水膜酸性较弱电极反应负极Fe2e=Fe2正极2H2e=H2O22H2O4e=4OH总反应Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe
13、2O3xH2O(3x)H2O腐蚀速度一般较快一般较慢相互关系析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生，金属的腐蚀以吸氧腐蚀为主，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍(1)化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，速率也大得多危害更大。(2)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。(3)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极都是铁，失电子生成Fe2，而非Fe3。典例精讲【例1】（2023高二课时练习）下列说法正确的是A金属腐蚀的本质就是金属原子失去电子被还原的过程B镀层破损后，白铁皮(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)更易腐蚀C钢铁水闸可用牺牲阳极法或外加电流法等方法防止其腐蚀D钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，负极发生的反应不相同【答案】C【解析】A金属腐蚀的本质就是金属原子失去电子被氧化的过程，A错误；B铁制品的镀层破损后，在潮湿环境中可发生原电池反应，白铁皮（镀锌铁）中锌比铁活泼，反应时锌作负极，被氧化而腐蚀，铁作正极，被保护；马口铁（镀锡铁）中铁比锡活泼，铁作负极，被氧化而腐蚀，B错误；C金属的电化学防护方法通常有牺牲阳极法或外加电流法，钢铁水闸可用此等方法防止其腐蚀，C正确；D钢铁在发生析氢腐蚀和吸气腐蚀时，负极均是铁失去电子生成亚铁离子，D错误；故选C。【例2】（2022秋广东广州高二广东番禺中学校考期末）利用如图装置实验，开始时，a
