精讲精析 第四章

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1、第四节 金属的电化学腐蚀与防护 重点难点研析 -重难点一 化学腐蚀和电化学腐蚀的联系和区别化学腐蚀电化学腐蚀（主要）定义金属跟接触到的物质（一般是 非电解质）直接发生化学反应 引起的腐蚀不纯金属（或合金）接触到电 解质溶液所发生的原电池反 应，较活泼金属原子失去电子 被氧化而引起腐蚀吸氧要蚀（主析氢腐蚀条件金属与物质直接接触水膜中溶有02，呈极弱酸性 或中性（吸氧腐蚀）或水膜酸 性较强（析氢腐蚀）本质金属被氧化而腐蚀较活泼金属被氧化而腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生反应式2Fe+3C12=2FeC13负极：Fe2e-=F3+正极：2H2O+O2 +4e=40H正极：2H+ + 2e-=H f联

2、系两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、危 害更大重难点二 判断金属腐蚀快慢的规律 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（电解原理的防 护原电池原理的防护）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活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。 4对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。j*典型例题剖析一j*例 1 下列说法正确的是 （）A. 钢铁因含杂质而易发生腐蚀，所以合金都不耐腐蚀B. 原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故其不能用来减缓金属的腐蚀C. 金属发生化学腐蚀还是电化学腐蚀的

3、主要区别在于金属的纯度不同D. 无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化 答案 D解析 金属通过改变内部结构制成合金可耐腐蚀，A错误；牺牲阳极的阴极保护法是利用原电 池反应保护金属制品， B 错误；决定金属腐蚀类型的因素是周围的环境， C 错误。例2F图中，铁腐蚀由快到慢的顺序为(电解质溶液为水)CLfl-S? 111 答案迥 解析 首先判断各装置所形成的是原电池还是电解池，然后根据金属 Fe 腐蚀的实质再结合电 化学原理和金属的电化学保护法分析腐蚀的快慢。中由于水中溶解了氧气，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

4、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 迥 。例 3 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：。(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

5、速率， 其中 铁闸门 应该连 接在直 流电 源的 极。答案 (1)O22H2O4e=4OH 2Fe4e=2Fe2 (2)C (3)负解析(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失去电子，正极上O2得到电子。 (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，而铁被保护，属 于牺牲阳极的阴极保护法。(3)属于外加电流的保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极。教材问题解答科学探究用实验验证牺牲阳极的阴极保护法。 按图连接好装置，观察电压表和 Fe 电极上有什么现象发生？往 Fe 电极区滴入 2 滴黄色 K3Fe(CN)6(铁氰化钾)溶液，观察烧杯内溶液颜色有无变化。讨论：1电压表指

6、针有何变化？为什么？点拨 电压表指针有偏转，说明形成了原电池，即 Zn、Fe 与酸化 NaCl 溶液之间形成了原电 池。2Zn、Fe 两个电极上发生了什么反应？点拨 Zn电极：Zn-2e- =Zn2 + (负极)Fe 电极：2H+ + 2e- =H f (正极)3. Fe2 +与Fe(CN)63 -反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀：3Fe2 + + 2Fe(CN)63 -66=Fe3Fe(CN)62 I在这个装置中有没有Fe2+产生？说明什么问题？点拨 在Fe电极附近滴入K Fe(CN)溶液，溶液不变蓝色。说明溶液中不存在Fe2 +，即Fe36未被腐蚀。1.负 Fe-2e-=Fe2 + 正

7、 2H+ + 2e-=H. f2(1)电化学腐蚀 铁与铁中的杂质碳以及残留盐溶液形成了原电池(2)2Fe-4e-=2Fe2+ 2H2O+O2+4e-=4OH-Fe2+2OH-=Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)33C 4.BD 5.AC 6.D7金属跟接触到的气体或非电解质液体等直接发生化学反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀。不纯 的金属与电解质溶液接触时因发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫电 化学腐蚀。金属腐蚀会造成仪表失灵、机器设备报废、桥梁建筑物坍塌等，给社会财产造成巨大损 失。8钢铁表面吸咐的水膜呈酸性时，会发生析氢腐蚀。电极反应式为：负极

8、： 2Fe-4e-=2Fe2+正极： 2H+2e-=H2f如果水膜酸性很弱或呈2中性时，会发生吸氧腐蚀，电极反应式为：负极： 2Fe-4e-=2Fe2+正极：2H2O+O2+4e-=4OH-9镀锌铁板更耐腐蚀。当镀锌铁板出现划痕时，暴露出来的铁与锌形成原电池的两极，且锌 为负极，故镀锌层将先被腐蚀。而镀锡铁板出现划痕时，形成的原电池铁为负极，这样会加速铁的 腐蚀。可设计如下对比实验：将镀锌铁板与镀锡铁板各划上部分刻痕，放入酸化食盐水中浸泡一会儿， 取出静置一段时间，对比二者表面是否出现锈斑即可。学习效果自测 1关于金属腐蚀的叙述中，正确的是 ()nA. 金属被腐蚀的本质是M+nH2O=M(OH

9、)n+3 fB. 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答案 C解析 金属腐蚀的本质，主要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相接触，腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。A中 金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀，为M - ne- =M +; B选项中Sn、Fe构成电化学 腐蚀，主要是 Fe2e =Fe2 ，铁先被腐蚀；常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧 腐蚀，难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应，发生化学

10、腐蚀。2铁钉与炭棒用导线连接后，浸入到 0.01 mol/L 的食盐溶液中，可能发生的发应是()A.炭棒上放出Cl2B.炭棒附近产生OH-C 炭棒上放出O2D 铁钉被氧化答案 BD解析 铁钉和炭棒用导线连接后浸入食盐溶液中，刚好满足构成原电池的三个条件，由于食盐 溶液是中性的，因此发生的反应是铁的吸氧腐蚀，铁作负极，发生氧化反应：2Fe - 4e- =2F3+， 炭棒为正极，溶解在溶液中的 O2 被还原。3如下图所示各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为()sJ詁e ZniIfe FeJ_：-；：_二_7=一:-_：:-八一 :-:-: A. 答案 CB.C.D.解析 、 、 实质均

11、为原电池装置。 中 Fe 为正极，被保护; 、 中 Fe 为负极，均被 腐蚀，但相对来说Fe和Cu的金属活动性比Fe和Sn的差别大，故Fe - Cu原电池中Fe被腐蚀得 快; 中因铁不纯而发生微电池反应。4常温下，一定不能用铁制容器盛放的液体是()A.浓硫酸B.浓氨水C. CuSO4溶液D. AlCl3溶液答案 CD解析 能够腐蚀铁制品的液体都不能用铁制容器存放，浓硫酸使铁制品钝化；浓氨水不与铁制 品反应；CuSO4溶液可以与铁制品发生置换反应，腐蚀铁制品；A1C13溶液本身呈弱酸性，腐蚀铁 制品。5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

12、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. B.C.D.全部答案 D解析 金属的腐蚀主要是电化学腐蚀，题目中中的方法都可以起到避免金属和电解质 溶液接触形成原电池的目的； 中如在金属中加入某些其他元素改变金属内部结构也可以起到防腐 蚀的效果。6为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是()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 BD解析 Cu比较活泼，放在银质托盘上更易受腐蚀，A错；将其保存在干燥的环境中避免与空 气中的水分和CO2等物质接触，可避免腐蚀，B正确，则C

13、错误；覆盖防渗的高分子膜也可以隔 绝潮湿空气，D正确。7如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：(1) 铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于腐蚀。(2) 若试管内液面上升，则原溶液呈性，发生腐蚀，电极反应：负极：，正极：(1) 若试管内液面下降，则原溶液呈 E 性，发生腐蚀。电极反应式，负极正极：答案 (1)电化学 (2)弱酸性或中 吸氧 2Fe4e=2Fe2 O22H2O4e=4OH(3)较强的酸 析氢 Fe-2e-=Fe2 + 2H+ + 2e-=H. f解析根据原电池的构成条件：有两种不同的材料(Fe为负极，碳为正极)，有电解质溶液，形 成闭合回路可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀。根据金属

14、腐蚀的条件、原理及结果可知：试管内液面 上升，说明试管内压强减小，试管内气体被吸收所致，是铁钉吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应； 试管内液面下降，说明试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是铁钉的析氢腐蚀的结果， 据此写出电极反应。8银器皿日久表面会逐渐变成黑色，这是由于生成硫化银，有人设计用原电池进行“抛光”， 其处理方法是：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段 时间后，黑色会褪去而银恢复光泽，且不会损失，试回答：(1) 食盐的作用是(2) 在此原电池反应中，负极发生的电极反应为， 正极发生的电极反应为。(3) 反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，溶液中发生的反应为， 原电池总反应方程式为。(4) 实际操作中，配制食盐水时，通常还加入一定量的小苏打，其主要作用是 ，这一反应的化学方程式是 。 答案 (1)作电解质起导电作用(2)2Al6e=2Al3 3Ag2S6e