高中化學(xué) 金屬的腐蝕與防護(hù)（基礎(chǔ)）知識(shí)講解學(xué)案 新人教選修4

1、金屬的腐蝕與防護(hù)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，了解電化學(xué)腐蝕的類型及差異并能寫出電極反應(yīng)；2、知道防治金屬腐蝕的方法，并能從實(shí)驗(yàn)探究中獲得體會(huì)?！疽c(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、金屬的腐蝕 金屬腐蝕是指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程。 1金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)。 金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)都是金屬原子失去電子被氧化的過(guò)程，用反應(yīng)方程式表示為：MneMn+（M代表金屬元素）。 2金屬腐蝕的分類。 【高清課堂：金屬的腐蝕與防護(hù)#化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕】 3化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的比較?；瘜W(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕相同點(diǎn)金屬原子失去電子而被氧化的過(guò)程，即金屬原子轉(zhuǎn)化為陽(yáng)離子的過(guò)程不同點(diǎn)條件金屬與氧化

2、劑直接接觸不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無(wú)電流有微弱電流本質(zhì)金屬被氧化活潑金屬被氧化相互關(guān)系往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍得多，危害更嚴(yán)重【高清課堂：金屬的腐蝕與防護(hù)#鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較】 4鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比較。類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件水膜呈弱酸性或中性水膜呈酸性正極反應(yīng)（O2）O2+2H2O+4e4OH2H+2eH2負(fù)極反應(yīng)（Fe）Fe2eFe2+Fe2eFe2+其他反應(yīng)Fe2+2OHFe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水轉(zhuǎn)化為鐵銹 要點(diǎn)詮釋：由于金屬表面一般不會(huì)遇到酸性較強(qiáng)的溶液，故吸氧腐蝕是金屬腐蝕的主要形式；

3、另外，只有在金屬活動(dòng)性順序中位于氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕，而位于氫之后的金屬腐蝕時(shí)只能是發(fā)生吸氧腐蝕： 5判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律。 （1）電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防護(hù)措施的腐蝕。 （2）對(duì)同一種金屬來(lái)說(shuō)，腐蝕的快慢： 強(qiáng)電解質(zhì)溶液弱電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液。 （3）活動(dòng)性不同的兩金屬，活動(dòng)性差別越大，腐蝕越快。 （4）對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。要點(diǎn)二、金屬的防護(hù)【高清課堂：金屬的腐蝕與防護(hù)#金屬的防護(hù)方法】 1金屬防護(hù)的思路。 防止金屬與化學(xué)物質(zhì)直接接觸，防止金屬與環(huán)境形成原電池。 2防護(hù)方法。 （1）改變金屬的內(nèi)部組成和結(jié)構(gòu)：如不銹鋼（

4、鋼中加入一定量的鎳和鉻）。 （2）加保護(hù)層：在金屬表面鍍上一層純金屬（如鐵上鍍鋅、錫、鉻等）、噴漆、涂油、生成氧化膜保護(hù)（鋼鐵制品表面生成Fe3O4，在鋁制品表面生成Al2O3）。 （3）犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法：此法應(yīng)用原電池原理，讓被保護(hù)金屬作為正極，另找一種活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬作為負(fù)極。例如在鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼裝上若干鋅塊，就可保護(hù)鋼鐵設(shè)備（如圖）發(fā)生的電極反應(yīng)：負(fù)極：Zn2eZn2+ 正極：O2+4e+2H2O4OH Zn不斷被腐蝕，可定期拆換。而鐵得到保護(hù)。 （4）外加電流的陰極保護(hù)法：此法應(yīng)用電解原理，讓被保護(hù)金屬作陰極，惰性電極作輔助陽(yáng)極，兩者都存在于海水中。接上直流電源。例如鋼閘門，可

5、用此法防止腐蝕。此法中陽(yáng)極上放電的微粒是海水中的陰離子，陰極上放電的微粒是海水中的陽(yáng)離子。（如圖） 【典型例題】類型一：金屬的腐蝕 例1 以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是（ ）。 A黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠 B生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）容易生銹 C鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹 D銀質(zhì)獎(jiǎng)牌久置后表面變暗 【答案】D 【解析】A項(xiàng)中黃銅（銅鋅合金）若發(fā)生電化學(xué)腐蝕，被腐蝕的金屬應(yīng)是金屬性較強(qiáng)的鋅而不是銅。B項(xiàng)中生鐵中含較多的碳，比鐵芯（幾乎是純鐵）在電解質(zhì)作用下更容易形成原電池，也更容易生銹。C項(xiàng)中鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件時(shí)，在接觸電解質(zhì)溶液時(shí)，鐵作原電池的負(fù)極，易被腐蝕生成鐵銹。

6、D項(xiàng)中銀質(zhì)獎(jiǎng)牌久置后可能被氧化成銀的化合物而表面變暗，這是化學(xué)腐蝕，與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)?！究偨Y(jié)升華】解答此類題應(yīng)注重形成電化學(xué)腐蝕的條件。抓住不同的電極及電解質(zhì)溶液，即可選擇?！靖咔逭n堂：金屬的腐蝕與防護(hù)#例2】 例2 如圖所示裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是（ ）。 A生鐵塊中的碳是原電池的正極 B紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋?C兩試管中相同的電極反應(yīng)式是Fe2eFe2+ Da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕 【答案】B 【解析】Fe與C及電解質(zhì)溶液形成原電池，F(xiàn)e是負(fù)極：Fe2eFe2+；C是正極

7、，在a中發(fā)生吸氧腐蝕，a中壓強(qiáng)減??；b中發(fā)生析氫腐蝕，b中壓強(qiáng)增大，紅墨水柱液面是左高右低?！究偨Y(jié)升華】金屬發(fā)生的腐蝕主要是吸氧腐蝕，其基本規(guī)律是：（1）活潑金屬作負(fù)極，被氧化、被腐蝕；（2）正極一定是氧氣得電子，生成OH，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e4OH；（3）不活潑的金屬銅、銀，不能發(fā)生析氫腐蝕，但可以發(fā)生吸氧腐蝕。舉一反三：【變式1】用鋁制飯盒盛放醋酸，一段時(shí)間后，飯盒被腐蝕，該種腐蝕屬于_，反應(yīng)的化學(xué)方程式表示為_(kāi)；若用鋁制飯盒盛放食鹽（含水），一段時(shí)間后，飯盒被腐蝕，這種腐蝕叫_，反應(yīng)原理是（寫電極反應(yīng)和離子方程式）_?！敬鸢浮炕瘜W(xué)腐蝕 2A1+6CH3COOH2Al(CH3C

8、OO)3+3H2 電化學(xué)腐蝕 負(fù)極：4Al12e4Al3+， 正極：6H2O+3O2+12e12OH；Al3+3OHAl(OH)3【變式2】家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此變化過(guò)程中不發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是（ ）。 A4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 B2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2 CO2+2H2O+4e4OH DFe3eFe3+【答案】D 類型二：金屬腐蝕快慢的規(guī)律【高清課堂：金屬的腐蝕與防護(hù)#例1】例3 下圖各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序是（ ）。 A BC D【答案】A【解析】中Fe放置在海水中，形成了無(wú)數(shù)微小的原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕

9、。均構(gòu)成了原電池，中Fe的活潑性強(qiáng)于Sn，F(xiàn)e作負(fù)極被腐蝕；中Zn的活潑性比Fe強(qiáng)，Zn作負(fù)極被腐蝕，而Fe被保護(hù)。形成電解池，其中中Fe作陽(yáng)極被腐蝕，而中Fe作陰極，被保護(hù)。因此Fe被腐蝕由快到慢的順序?yàn)??！究偨Y(jié)升華】在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢由下列原則判斷：電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防護(hù)措施的腐蝕。舉一反三：【變式1】如圖，F(xiàn)e被腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)開(kāi)。 【答案】 類型三：金屬的防護(hù)例4 為了避免青銅器生成銅綠，以下方法正確的是（ ）。 A將青銅器放在銀質(zhì)托盤上 B將青銅器保存在干燥的環(huán)境中 C將青銅器保存在潮濕的空氣中 D在青銅器的表面覆蓋一層防滲的高分子膜 【答案】B、D 【解析】Cu比Ag活潑，放在銀質(zhì)托盤上更易受腐蝕，A錯(cuò)；將其保存在干燥的環(huán)境中避免與空氣中的水分等物質(zhì)接觸，可避免腐蝕。B正確，則C錯(cuò)誤；覆蓋防滲的高分子膜也可以隔絕潮濕空氣。D正確。 【總結(jié)升華】常見(jiàn)防止金屬腐蝕的具體方法： （1）給金屬穿上“防護(hù)服” 涂漆如在鋼鐵表面涂防銹油漆； 熱鍍加熱鋅或錫等耐腐蝕性能較強(qiáng)的金屬，使其均勻覆蓋于鋼鐵表面； 電鍍?cè)阡撹F表面形成鋅或鉻等耐腐蝕性較強(qiáng)的金屬鍍層： 噴涂有機(jī)或無(wú)機(jī)涂層材料等。 （2）電化學(xué)防護(hù)法即犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法和外加電流的陰極保護(hù)法。（3）在鋼鐵中加入一定