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1、第 3节 化学能转化为电能电池第 3 课时金属的腐蚀与防护【学习目标】1、能够运用原电池原理解释金属发生电化学腐蚀的原因。2、学会利用原电池原理和电解原理设计防护的方法。3、认识金属腐蚀的危害和防护的必要性。【预习】三、金属的腐蚀与防护1、金属电化学腐蚀的原理(1)金属腐蚀。金属腐蚀常见的类型:。(2)电化学腐蚀概念:当两种金属(或合金)且又同时暴露在里或与接触时,由于形成原电池而发生的腐蚀就是电化学腐蚀。电化学腐蚀过程中由于电解质溶液的不同,又可分为和两种。吸氧腐蚀见课本 27 页图 1-3-13 :表示的是一块铆有铁铆钉的铜板暴露在潮湿空气中的腐蚀情况,其中为负极,为正极,铜板表面凝结有一
2、层水膜,空气中CO2及沿海地区空气中的NaCl 等物质溶解在水膜中形成电解质溶液,从而构成原电池。电极反应为:负极:正极:然后 OH与 Fe2+结合为 Fe(OH)2,故该原电池的总反应为:Fe(OH)2与潮湿空气反应生成Fe(OH)3:方程式为:生成的Fe(OH)3分解,从而生成铁锈(Fe2O3nH2O),该过程主要消耗O2,称为吸氧腐蚀。析氢腐蚀同样是上述腐蚀,若空气中SO2含量较高,处于酸雨的环境下,使水膜酸度较高,即电解质溶液为酸性溶液,正极反应就变为:总反应为:。该过程为析氢腐蚀。无论是析氢腐蚀,还是吸氧腐蚀,都使金属成为原电池的负极,金属电子变为金属阳离子而被腐蚀,且金属越越易发生
3、电化学腐蚀。【例 1】下列关于铁器的使用注意事项不正确的是( )A、避免长期接触潮湿空气 B、避免与酸性物质接触C、不能接触干燥的空气 D、不能盛放硫酸铜溶液【例 2】下列现象中,不是由于原电池反应造成的是( ) 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。2、金属的防护金属的腐蚀主要是电化学腐蚀,只要破坏了原电池的构成要素就可减少电化学腐蚀的发生,常见有以下几种金属防护方法:(1) 让金属制品处于的环境。该方法破坏了电解质溶液的存在,金属不易被腐蚀。(2) 在金属表
4、面加一层。常见的方法是刷一层、等保护层,效果较好的方法还有在金属表面镀上一层金属防护层。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页(3) 牺牲阳极保护法:利用原电池原理,让被保护的金属为,用还原性强的金属为,负极金属被消耗,被保护的金属避免腐蚀。如:镀锌铁可以保护,但镀锡铁一旦镀层损坏后会使更易腐蚀。航海船只的般底四周嵌锌块,就是利用牺牲阳极保护法来保护船体的。(4) 外加电流阴极保护法:电解原理中,阳极金属发生氧化反应,阴极金属再活泼也不参与反应。故可让被保护金属与外加直流电源的相连让其成为,从而得到防护,该方法为外加电流
5、阴极保护法。3、判断金属腐蚀快慢的规律(1)电解原理引起的腐蚀(金属作阳极)原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。(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(同浓度)。(3)活动性不同的两金属,活动性差别越大,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。【巩固练习】1、下列说法不正确的是()A、铁制品生锈以后可以隔绝里面的铁与空气的进一步接触B、铁制品的生锈过程是缓慢氧化的过程C、车、船表面涂上一层油漆可以防止铁生锈D、生锈报废的铁制品可以回收重新炼铁2、在下列条件或环境中,铁制品最容易生锈的是()A、放在纯净的氧气中 B、浸没在
6、蒸馏水中C、放在干燥的空气中 D、放在潮湿的空气中3、化学腐蚀与电化腐蚀的相同点是()A、金属原子失电子而被氧化的过程,即金属原子转化为阳离子的过程B、金属与氧化剂直接反应C、无电流D、有电流4、下列事实不能用电化学原理解释的是()A、炒过菜的铁锅未清洗易生锈B、铝片不需要特殊的保护方法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5、下列做法不能起防锈作用的是( ) A、在金属机械上涂油 B、在铁制品表面镀锌C、保留铁制品上的铁锈 D、在车、船的表面刷油漆6、铁是一种应用广泛的金属,下列有关铁的说法中,正确的是()A、铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁 B、铁在干燥的空气中容易生
7、锈C、铁是地壳里含量最多的金属元素 D、用铁锅炒菜可使食物中增加微量铁元素7、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 B、铅块 C、锌块 D、钠块8、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 B、牺牲阳极阴极保护法C、在金属表面覆盖一层保护层D、外加电流阴极保护法9、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(几乎是纯铁)容易生锈C、铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 4 页D、银制奖牌久置后表
8、面变暗10、钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上发生的电极反应是( ) A、2H2eH2B、Fe2+2eFe C、2H2O O24e4OHD、Fe3eFe2+ 11、在被二氧化硫严重污染的空气环境中,钢铁的电化腐蚀明显加快,则此时正极的电极反应为 ( ) A、2H2eH2B、4OH4e+2H2O O2C、2H2O O24e4OHD、 Fe2eFe2+ 12、物质在“潮湿的空气中”中发生的变化,主要与空气中某些气体有关。下列说法不正确的是 ( ) A 、钢铁生锈与氧气、水蒸气有关 B 、氢氧化钠固体潮解、变质与水蒸气、二氧化碳有关 C 、铜器表面生成铜绿与氧气、二氧化碳、水蒸气有关 D 、生石灰堆放久了后
9、变质与氧气、水蒸气有关13、下列有关纯铁的描述正确的是()A、熔点比生铁的低B、与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快C、在冷的浓硫酸中可钝化D、在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀14、小明家里收藏了一件清代的铝制佛像,该佛像至今仍保存十分完好。该佛像未锈蚀的主要原因是()A、铝不易发生化学反应 B、铝的氧化物容易发生还原反应C、铝不易被氧化 D、铝易氧化,但氧化铝具有保护内部铝的作用15、下列各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是:()A、( 4)(2)(1)(3)B、( 2)(1)(3) (4)C、( 4)(2) (3)(1)D、( 3) (2)(4)(1)16、家用炒菜铁锅用
10、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()A、4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3B、2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2C、2H2OO2 4e=4OHD、Fe 3e=Fe317、现有汽车机器上的齿轮门把手锯条铁洗脸盘等常见铁制品。为了防止它们生锈,通常适合采用下面哪一种方法。(填序号)(1)在表面喷漆_;( 2)在表面涂油 _;(3)在表面镀一层其他金属_;( 4)制成不易生锈的合金不锈钢_;(5)在表面烧制搪瓷_;( 6)使其表面形成致密的氧化物保护膜_;18、在 A、B、C 三个烧杯中分别盛有同体积、同物质的量浓度的NaNO3、HCl 和 KCl 溶液
11、,( 1)用石墨作电极,将它们串联进行电解,一段时间后,则电解液pH 值增大的烧杯精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 4 页是。 pH 值不变的烧杯是。A、C 两杯阳极电极反应式分别是,。(2)电解一段时间后,撤去电源,把A、B、C 杯中电极都换成铁和石墨,并直接用导线将铁和石墨连接,则各杯中铁片受腐蚀情况:A 中为腐蚀; B 中为腐蚀 ,正极反应式为;C中为腐蚀,正极反应式为;19、如下图所示,烧杯中都盛有稀硫酸。(1)中反应的离子方程式为,(2)中的电极反应:Fe:、 Sn:Sn 极附近溶液的pH(填增大、减小或不变),(3)中被腐蚀的金属是、该电极反应式为。比较( 1)、( 2)、( 3)中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页