第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)(33張PPT)

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

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欄目鏈接1.了解金屬腐蝕及其危害。2.了解金屬電化學(xué)腐蝕的原因及反應(yīng)原理。3.了解金屬防護(hù)的一般方法：特別是電化學(xué)防護(hù)的方法。

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欄目鏈接要點(diǎn)一金屬的電化學(xué)腐蝕氣體或液體氧化還原失去電子氧化干燥氣體非電解質(zhì)不純電解質(zhì)原電池反應(yīng)比較活潑失去電子

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欄目鏈接弱酸中酸O2＋2H2O＋4e－===4OH－2H＋＋2e－===H2↑2Fe－4e－===2Fe2＋Fe－2e－===Fe2＋2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3Fe(OH)3

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欄目鏈接1.結(jié)合金屬的腐蝕類型分析鋼鐵以哪種腐蝕為主？應(yīng)用思考提示：由于鋼鐵通常所處的外部環(huán)境干燥度較低，氧氣的存在又比較廣泛，且原電池反應(yīng)比一般的氧化還原反應(yīng)速率高，所以鋼鐵主要是電化學(xué)腐蝕，其次為化學(xué)腐蝕，又因?yàn)殇撹F表面一般不會(huì)遇到酸性較強(qiáng)的溶液。

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欄目鏈接?特別提示：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只能發(fā)生吸氧腐蝕。

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欄目鏈接1．下列關(guān)于金屬的腐蝕的說法，錯(cuò)誤的是(

)A．無論化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕，金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)都是M－ne－===Mn＋B．金屬的化學(xué)腐蝕過程中電子由金屬直接轉(zhuǎn)移給氧化劑，所以無電流產(chǎn)生C．金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行D．金屬腐蝕時(shí)往往是化學(xué)腐蝕和電化腐蝕同時(shí)發(fā)生，但主要是電化學(xué)腐蝕中吸氧腐蝕嘗試應(yīng)用

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欄目鏈接解析：金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)是金屬失去電子而損耗的過程，故A正確；金屬的化學(xué)腐蝕是金屬和氧化性物質(zhì)之間的氧化還原反應(yīng)，金屬失電子而氧化劑得電子，電子由金屬直接轉(zhuǎn)移給氧化劑，所以無電流產(chǎn)生，B正確；金屬的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕中吸氧腐蝕，D正確；金屬發(fā)生化學(xué)腐蝕在酸性條件下可以發(fā)生，在較強(qiáng)的氧化劑中也可以發(fā)生，C錯(cuò)誤。答案：C

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欄目鏈接要點(diǎn)二金屬的電化學(xué)防護(hù)1．犧牲陽極的陰極保護(hù)法應(yīng)用________原理，讓被保護(hù)金屬作________，另找一種活潑性________的金屬作________。2．外加電流的陰極保護(hù)法利用______原理，把被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為________極，用惰性電極作為輔助________極。在電解質(zhì)溶液里，接外加________電源。原電池正極較強(qiáng)負(fù)極電解陰陽直流

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欄目鏈接應(yīng)用思考2.電化學(xué)防護(hù)的實(shí)質(zhì)是什么？提示：電化學(xué)防護(hù)的實(shí)質(zhì)是把被保護(hù)的金屬作原電池的正極或電解池的陰極，不參與電極反應(yīng)，從而不被氧化。

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欄目鏈接綜合拓展二、金屬腐蝕快慢的判斷以及金屬的防護(hù)1．金屬腐蝕快慢的判斷方法(1)在同一電解質(zhì)溶液中：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)同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序?yàn)椋簭?qiáng)電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液。(3)有無保護(hù)措施的：無保護(hù)措施的金屬腐蝕＞有一定保護(hù)措施的金屬腐蝕＞犧牲陽極的陰極金屬的腐蝕＞有外接電源的陰極金屬腐蝕。(4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。

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欄目鏈接?特別提示：對(duì)于活動(dòng)性不同的兩金屬，活動(dòng)性差別越大，氧化還原反應(yīng)的速率越快，活潑金屬腐蝕越快；純度越高的金屬，腐蝕速率越慢。

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欄目鏈接2．金屬腐蝕的防護(hù)方法(1)改變金屬的組成結(jié)構(gòu)。如鐵中加入一定比例的鉻煉制得鉻鋼，具有很高的耐腐蝕性。含鉻又含鎳的鉻鎳不銹鋼，其耐腐蝕性更好。(2)在金屬表面覆蓋一層保護(hù)層，使金屬與周圍具有腐蝕性的氣體和電解質(zhì)溶液隔離，便可保護(hù)金屬，防止金屬腐蝕。如在金屬表面上噴漆、電鍍或覆蓋搪瓷，使表面鈍化等。(3)電化學(xué)保護(hù)法。如把金屬連接在電源的負(fù)極上，用陰極保護(hù)法，這樣就能消除引起金屬腐蝕的原電池反應(yīng)；也可在金屬上鉚接比它更活潑的另一種金屬，用犧牲陽極保護(hù)法，發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)是較活潑的金屬被腐蝕而本身受到保護(hù)。

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欄目鏈接嘗試應(yīng)用2．下列金屬的防護(hù)方法不正確的是(

)A．對(duì)健身器材涂油漆以防止生銹B．對(duì)某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位”選用刷油漆的方法來防銹C．用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)船體D．自行車的鋼圈上鍍上一層Cr防銹解析：“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位”應(yīng)涂油脂防銹，油脂既能防水又能防止氣體對(duì)金屬的腐蝕，還能使轉(zhuǎn)動(dòng)部位靈活。答案：B

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欄目鏈接一、金屬的電化學(xué)腐蝕例1如圖裝置中，U形管內(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(

)

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欄目鏈接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)樽蟮陀腋逤．兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Fe===Fe2＋＋2e－D．a(chǎn)試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕解析：本題考查了電化學(xué)腐蝕中的析氫腐蝕和吸氧腐蝕，解答時(shí)注意電解質(zhì)的酸堿性。a為中性環(huán)境，發(fā)生吸氧腐蝕，氧氣被消耗，氣體壓強(qiáng)減?。籦中酸性較強(qiáng)，發(fā)生析氫腐蝕，有氫氣放出，氣體壓強(qiáng)增大，所以紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟾哂业?，故B項(xiàng)錯(cuò)。答案：B

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欄目鏈接名師點(diǎn)睛：鋼鐵腐蝕時(shí)，發(fā)生析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，主要取決于介質(zhì)的酸堿性，一般來說，當(dāng)介質(zhì)為酸性時(shí)，主要發(fā)生析氫腐蝕；當(dāng)介質(zhì)為堿性、中性或弱酸性時(shí)，主要發(fā)生吸氧腐蝕。

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欄目鏈接變式應(yīng)用

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欄目鏈接1．鐵是用途最廣的金屬材料之一。為探究鐵的化學(xué)性質(zhì)，某同學(xué)將盛有生鐵屑的試管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中(如圖所示)。數(shù)天后，他觀察到的現(xiàn)象是(

)A．鐵屑不生銹，試管內(nèi)液面上升B．鐵屑不生銹，試管內(nèi)液面高度不變C．鐵屑生銹，試管內(nèi)液面上升D．鐵屑生銹，試管內(nèi)液面高度不變

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欄目鏈接變式應(yīng)用解析：從圖示知，此裝置中發(fā)生吸氧腐蝕，鐵作負(fù)極，雜質(zhì)C作正極，電極反應(yīng)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(可認(rèn)為Fe2O3·xH2O即鐵銹)，反應(yīng)中消耗試管中的O2，故液面上升。答案：C

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欄目鏈接例2為防止海輪船體被腐蝕，應(yīng)在船體的水線以下位置嵌上一定數(shù)量的鋅塊。下列說法不正確的是(

)A．這是利用鋅比鐵活潑采取的犧牲陽極的陰極保護(hù)法B．這是利用電解原理采用的外加電流的陰極保護(hù)法C．因?yàn)殇\比鐵活潑，所以在鋅—鐵—海水原電池中，鋅是負(fù)極，失電子；而鐵做正極，被保護(hù)D．要定期更換鋅塊才能起到保護(hù)作用二、金屬的保護(hù)

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欄目鏈接解析：船體是鋼鐵制成的，為防止浸在海水中的鋼鐵被腐蝕而在船體嵌入鋅塊，是利用原電池原理，使活潑的鋅在鋅—鐵—海水原電池中做負(fù)極，失電子，而使鐵做正極，達(dá)到保護(hù)船體的目的。這種方法就是犧牲負(fù)極鋅而保護(hù)正極鐵，習(xí)慣上叫犧牲陽極的陰極保護(hù)法。因?yàn)殇\在反應(yīng)中失去電子被消耗，所以要定期更換。答案：B名師點(diǎn)睛：鋼鐵防護(hù)的主要措施有：①表面噴漆；②鍍鋅(原電池原理)；③加入Cr等制不銹鋼；④連接外接電源的負(fù)極(電解池原理)等。

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欄目鏈接變式應(yīng)用2．下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱B．用錫焊接的鐵質(zhì)器件，焊接處易生銹C．在鐵制品上鍍銅時(shí)，鍍件為陽極，銅鹽為電鍍液D．鐵管上鑲嵌鋅塊，鐵管不易被腐蝕

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欄目鏈接解析：本題考查金屬的腐蝕及電解原理的應(yīng)用，意在考查考生對(duì)電化學(xué)知識(shí)的理解與應(yīng)用能力。A項(xiàng)，生鐵中含有鐵和碳，構(gòu)成原電池，生鐵易腐蝕，正確；B項(xiàng)，錫鐵構(gòu)成原電池，鐵比錫活潑，易生銹，正確；C項(xiàng)，鍍件為陰極，錯(cuò)；D項(xiàng)，為犧牲陽極的陰極保護(hù)法，正確。答案：C三、金屬腐蝕快慢的判斷例3如圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)，由快到慢的排列順序是(

)A．4＞2＞1＞3

B．2＞1＞3＞4C．4＞2＞3＞1D．3＞2＞4＞1

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欄目鏈接解析：本題考查金屬的腐蝕問題。金屬的腐蝕，從本質(zhì)上講也是組成化學(xué)電池發(fā)生氧化還原反應(yīng)的結(jié)果。在原電池中，活潑金屬為負(fù)極，該金屬被氧化，不活潑金屬便被保護(hù)起來，其被腐蝕的速度大大減小，所以裝置3中鐵被腐蝕的速度比1中的慢；反之，當(dāng)鐵與比它不活潑的金屬，如Sn、Cu等連接起來，則其被腐蝕的速度增大，所以在容器2中的鐵比容器1中的鐵腐蝕得快。容器4是一個(gè)電解池，在這里Fe是陽極，不斷地以Fe2＋的形式進(jìn)入容器中，從而加速了鐵的腐蝕，在上述四種容器中，容器4中的鐵的腐蝕過程是最快的。綜上分析，按鐵被腐蝕的快慢順序排列為：4＞2＞1＞3。答案：A

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欄目鏈接名師點(diǎn)睛：金屬腐蝕的快慢也就是金屬失電子的快慢。要看金屬在原電池反應(yīng)中是正極還是負(fù)極，是否被“保護(hù)”等。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。

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欄目鏈接變式應(yīng)用3．下列幾種金屬制品的鍍層損壞后，金屬腐蝕的速率最快的是(

)A．鍍鋁塑料B．食品罐頭盒(鍍錫)C．白鐵水桶(鍍鋅)D．鍍銀銅質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?/p>

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