金屬的腐蝕與防護(hù)

第3課時(shí)金屬的腐蝕與防護(hù)

(1)在原電池中，較活潑的金屬作

極，

電子，發(fā)生

反應(yīng)；較不活潑的金屬作

極，

電子，發(fā)生

反應(yīng)。(2)在電解池中，與電源正極連接的一極是

極，發(fā)生

反應(yīng)；與電源負(fù)極連接的一極是

極，發(fā)生

反應(yīng)。負(fù)失氧化正得還原陽氧化陰還原(3)在Fe－H2SO4－Cu原電池中，F(xiàn)e為

極，電極反應(yīng)為

，Cu為

極，電極反應(yīng)為

；若將Fe、Cu導(dǎo)線連接浸在濃HNO3中，F(xiàn)e為

極，因?yàn)?/p>

；Cu為負(fù)極，電極反應(yīng)為

，總反應(yīng)為

。負(fù)正Fe被濃硝酸鈍化正一、金屬的腐蝕1．定義

金屬表面與周圍物質(zhì)發(fā)生

或因

而遭到破壞的過程。2．實(shí)質(zhì)

金屬

電子被

。3．分類

金屬腐蝕分為

和

，其中

是指金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，腐蝕過程中無電流產(chǎn)生；

過程中有電流產(chǎn)生。電化學(xué)作用失去氧化化學(xué)反應(yīng)化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕二、電化學(xué)腐蝕1．定義兩種金屬

且又同時(shí)暴露在

空氣里或與

接觸時(shí)，由于形成

而發(fā)生的腐蝕。2．實(shí)質(zhì)被腐蝕金屬成為原電池的

而被溶解。3．條件形成

。相接觸潮濕電解質(zhì)溶液原電池負(fù)極原電池4．分類(1)吸氧腐蝕(以鉚有鐵釘?shù)你~板為例)：負(fù)極反應(yīng)：

，正極反應(yīng)：

，電池反應(yīng)：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2，生成的Fe(OH)2在空氣中被氧化的化學(xué)方程式

。條件：二、電化學(xué)腐蝕電解質(zhì)呈中性或酸性非常弱4．分類(1)吸氧腐蝕(以鉚有鐵釘?shù)你~板為例)：(2)析氫腐蝕負(fù)極反應(yīng)：

，正極反應(yīng)：

，電池反應(yīng)：

。條件：二、電化學(xué)腐蝕電解質(zhì)呈強(qiáng)酸性三、金屬的防護(hù)1．本質(zhì)阻止金屬

發(fā)生

反應(yīng)，2．方法(1)加防護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍等。(2)電化學(xué)防護(hù)分為

保護(hù)法和

電保護(hù)法。失去電子氧化犧牲陽極陰極形成原電池，被保護(hù)的金屬作正極被保護(hù)的金屬與電源的負(fù)極相連1．在劉星同學(xué)的筆記中有如下記錄，請幫他分析(對的打“√”，錯(cuò)的打“×”)。(1)金屬的腐蝕都是氧化還原反應(yīng)。(

)(2)因?yàn)镃O2的普遍存在，所以鋼鐵的腐蝕以析氫腐蝕為主。(

)(3)不論析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，總是金屬被腐蝕。(

)(4)純鐵片在稀硫酸中發(fā)生析氫腐蝕。()1．在劉星同學(xué)的筆記中有如下記錄，請幫他分析(對的打“√”，錯(cuò)的打“×”)。(1)金屬的腐蝕都是氧化還原反應(yīng)。(

)金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬失去電子變?yōu)榻饘匐x子，故全為氧化還原反應(yīng)?！?．在劉星同學(xué)的筆記中有如下記錄，請幫他分析(對的打“√”，錯(cuò)的打“×”)。(2)因?yàn)镃O2的普遍存在，所以鋼鐵的腐蝕以析氫腐蝕為主。(

)×雖然CO2普遍存在，但一般情況下，鋼鐵表面的水膜酸性很弱或呈中性且溶有一定的O2，故鋼鐵腐蝕以吸氧腐蝕為主。1．在劉星同學(xué)的筆記中有如下記錄，請幫他分析(對的打“√”，錯(cuò)的打“×”)。(3)不論析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，總是金屬被腐蝕。(

)√金屬發(fā)生吸氧腐蝕或析氫腐蝕均是金屬被腐蝕。1．在劉星同學(xué)的筆記中有如下記錄，請幫他分析(對的打“√”，錯(cuò)的打“×”)。(4)純鐵片在稀硫酸中發(fā)生析氫腐蝕。()×不是析氫腐蝕而是化學(xué)腐蝕，因?yàn)闆]有形成原電池。2．結(jié)合金屬的腐蝕類型分析鋼鐵以哪種腐蝕為主？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，故吸氧腐蝕是鋼鐵腐蝕的主要形式。吸氧腐蝕(1)加保護(hù)層(2)犧牲陽極陰極保護(hù)法(3)外加電流的陰極保護(hù)法(4)改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)3．想一想，連一連。答案：(1)—B

(2)—D

(3)—A

(4)—CA．鋼閘門與直流電源負(fù)極相連B．電線外面包塑料法C．普通鋼制成鎳鉻鋼D．輪船外殼裝上鋅塊4．結(jié)合金屬腐蝕的本質(zhì)，分析金屬防護(hù)的本質(zhì)是什么？在電化學(xué)防護(hù)中是如何做的？金屬腐蝕的本質(zhì)是被氧化劑氧化變成金屬陽離子，因此金屬防護(hù)的本質(zhì)是避免金屬接觸氧化劑，或采取措施使金屬不被氧化。在電化學(xué)防護(hù)中使被保護(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。化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕(主要)定義金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕不純金屬(或合金)接觸到電解質(zhì)溶液所發(fā)生的原電池反應(yīng)，較活潑金屬原子失去電子被氧化而引起的腐蝕吸氧腐蝕(主要)析氫腐蝕條件金屬與物質(zhì)直接接觸水膜中溶有O2，呈極弱酸性或中性水膜酸性較強(qiáng)本質(zhì)金屬被氧化而腐蝕較活潑金屬被氧化而腐蝕區(qū)別無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生反應(yīng)式2Fe＋3Cl2=2FeCl3負(fù)極：Fe－2e－=Fe2＋正極：2H2O＋O2＋4e－=4OH－正極：2H＋＋2e－=H2↑聯(lián)系兩種腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，只是電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍、危害更大[例1]下列有關(guān)金屬腐蝕的說法中正確的是(

)A．金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質(zhì)溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程B．電化學(xué)腐蝕指在外加電流的作用下不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程C．鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，負(fù)極吸收氧氣，產(chǎn)物最終轉(zhuǎn)化為鐵銹D．金屬的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕本質(zhì)相同，但電化學(xué)腐蝕伴有電流產(chǎn)生D[解析]金屬腐蝕的本質(zhì)，主要是金屬原子失電子被氧化，腐蝕的內(nèi)因是金屬的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，外因是金屬與空氣、水和其他腐蝕性的物質(zhì)接觸，腐蝕主要包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，所以A錯(cuò)誤；電化學(xué)腐蝕指不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程，不需要通過電流，所以B錯(cuò)誤；鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，正極吸收氧氣，而不是負(fù)極吸收氧氣，所以C錯(cuò)誤；只有選項(xiàng)D正確。(1)判斷金屬的腐蝕類型要從本質(zhì)入手，化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)區(qū)別在于是否發(fā)生原電池反應(yīng)。(2)在電化學(xué)腐蝕中，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，吸氧腐蝕比析氫腐蝕更為普遍。不純的金屬或合金，在潮濕的空氣中形成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕，活潑金屬因被腐蝕而損耗。金屬腐蝕的快慢與下列因素有關(guān)：1．金屬腐蝕快慢的判斷(1)與構(gòu)成原電池的材料有關(guān)：兩極材料的活潑性差別越大，氧化還原反應(yīng)的速率越快，活潑金屬被腐蝕的速率就越快。不純的金屬或合金，在潮濕的空氣中形成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕，活潑金屬因被腐蝕而損耗。金屬腐蝕的快慢與下列因素有關(guān)：1．金屬腐蝕快慢的判斷(1)與構(gòu)成原電池的材料有關(guān)：(2)與金屬所接觸的電解質(zhì)強(qiáng)弱有關(guān)：活潑金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕比在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕速率快，在強(qiáng)電解質(zhì)溶液中的腐蝕比在弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕速率快。不純的金屬或合金，在潮濕的空氣中形成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕，活潑金屬因被腐蝕而損耗。金屬腐蝕的快慢與下列因素有關(guān)：1．金屬腐蝕快慢的判斷(1)與構(gòu)成原電池的材料有關(guān)：(2)與金屬所接觸的電解質(zhì)強(qiáng)弱有關(guān)：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有原電池防護(hù)措施的腐蝕＞有電解池防護(hù)措施的腐蝕。(3)一般說來可用下列原則判斷：(1)金屬防護(hù)的常見方法：①改變金屬的結(jié)構(gòu)：制成各種合金，如不銹鋼(鋼中加入一定量的鎳和鉻)等。②加保護(hù)層：電鍍、熱鍍、噴鍍、涂漆、涂油等，或制成氧化膜保護(hù)。如在鋁制品表面生成Al2O3薄膜。2．金屬的防護(hù)2．金屬的防護(hù)①犧牲陽極保護(hù)法：此法應(yīng)用原電池原理，讓被保護(hù)的金屬作正極，另一種活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬作負(fù)極，例如航海船只的船底四周鑲嵌鋅塊以保護(hù)船體，電極反應(yīng)：負(fù)極：Zn－2e－=Zn2＋正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，Zn被不斷腐蝕，可定期拆換，而船體(鐵)得到保護(hù)。②陰極電保護(hù)法：此法應(yīng)用電解原理，讓被保護(hù)金屬作陰極，惰性電極作陽極，接上直流電源。如化工廠中盛裝酸性溶液的容器或管道，常用這種方法防止腐蝕。(2)電化學(xué)保護(hù)法：[例2]下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法正確的是()A．純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B．當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對鐵制品起保護(hù)作用C．在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法D．可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕AC[解析]純銀器在空氣中久置會(huì)被氧化變黑，為化學(xué)腐蝕，A正確。當(dāng)鍍層破損時(shí)，Sn—Fe可形成原電池，F(xiàn)e失電子被腐蝕，B錯(cuò)。與鋅塊形成原電池，Zn作負(fù)極(陽極)，從而保護(hù)Fe正極(陰極)，所以C正確；外加電流保護(hù)法應(yīng)該與直流電源的負(fù)極相連，故D錯(cuò)。金屬的化學(xué)防護(hù)利用了原電池和電解池原理，無論哪種方法都是以防止金屬失電子被氧化為出發(fā)點(diǎn)設(shè)計(jì)的。(1)化學(xué)腐蝕是金屬跟接觸到的物質(zhì)直接反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)過程中無電流產(chǎn)生，電化學(xué)腐蝕是形成原電池發(fā)生反應(yīng)，過程中有電流產(chǎn)生。(2)在水膜呈中性或弱酸性條件下發(fā)生吸氧腐蝕，在水膜呈較強(qiáng)酸性條件下發(fā)生析氫腐蝕，且前者更普遍。(3)吸氧腐蝕的正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，電解池中OH－放電時(shí)反應(yīng)為：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，要注意二者的區(qū)別。(4)電化學(xué)防護(hù)金屬的方法有兩種：犧牲陽極的陰極保護(hù)法，外加電源的陰極保護(hù)法。BD1．下列關(guān)于金屬腐蝕的說法正確的是(

)A．金屬在潮濕空氣中的腐蝕的實(shí)質(zhì)是：M＋nH2O=M(OH)n＋H2↑B．金屬的化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)是：

M－ne－=Mn＋，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑C．金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行D．在潮濕的中性環(huán)境中，金屬的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕2n2．美籍華裔化學(xué)家錢永健，16歲時(shí)，他憑借一個(gè)金屬易受硫氰酸鹽腐蝕的調(diào)查項(xiàng)目，榮獲具有“少年諾貝爾獎(jiǎng)”之稱的著名獎(jiǎng)項(xiàng)。下列說法正確的是(

)A.金屬腐蝕就是金屬原子失去電子被還原的過程B.合金都比純金屬易被腐蝕C.將金屬與外加直流電源的負(fù)極相連，而將正極接到廢鐵上，可以防止金屬被腐蝕D.鍍層破損后，鍍鋅鐵比鍍錫鐵更容易被腐蝕C

3．下列金屬防護(hù)的方法不正確的是(

)A．對健身器材涂油漆以防止生銹B．對某些工具的“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)船身D．自行車的鋼圈上鍍上一層鉻防銹B

“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金屬的腐蝕，還能使轉(zhuǎn)動(dòng)部位靈活。

4．家用炒菜鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑。在此變化過程中不可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是(

)A．4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3B．2Fe＋2H2O＋O2=2Fe(OH)2C．正極反應(yīng)：2H2O＋O2＋4e－=4OH－D．負(fù)極反應(yīng)：Fe－3e－=Fe3＋D

5.銅板上鐵鉚釘處的吸氧腐蝕原理如右圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是(

)A.正極的電極反應(yīng)為：2H＋＋2e－=H2↑B.此過程中還涉及反應(yīng)：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3C.此過程中銅并不被腐蝕D.此過程中電子從Fe移向CuA

6．右圖裝置中，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(

)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－2e－=Fe2＋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B析氫腐蝕吸氧腐蝕解析:Fe與C及電解質(zhì)溶液形成原電池，F(xiàn)e是負(fù)極：Fe－2e－

=Fe2＋，C是正極，在a中發(fā)生吸氧腐蝕，a中壓強(qiáng)減小，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，故選B

7.下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法正確的()A.純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B.當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對鐵制品起保護(hù)作用C.在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法D.可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕AC

解析：銀器在空氣中久置會(huì)被O2所氧化變黑，為化學(xué)腐蝕，A正確。當(dāng)鍍層破損時(shí)，Sn-Fe可形成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，不再起到保護(hù)作用，B錯(cuò)。與Zn塊形成原電池，Zn作負(fù)極（陽極），從而保護(hù)Fe（陰極），所以C正確；外加電流保護(hù)法應(yīng)該與直流電源的負(fù)極相連，故D錯(cuò)。(1)A中反應(yīng)的離子方程式為____________________________________8.A、B、C三個(gè)燒杯分別盛有相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸。Fe＋2H＋

=Fe2＋＋H2↑

(2)B中Fe極的電極反應(yīng)式為______________________________________Sn極附近溶液的pH(填“增大”“減小”“不變”)______。8.A、B、C三個(gè)燒杯分別盛有相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸。Fe－2e－

=Fe2＋增大(3)C中被腐蝕的金屬是________，總反應(yīng)式為______________________________比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是______________8.A、B、C三個(gè)燒杯分別盛有相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸。Zn＋2H＋

=Zn2＋＋H2↑鋅B＞A＞C9．鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的電極反應(yīng)式為負(fù)極：2Fe－4e－

=2Fe2＋正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－9．鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。(2)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖甲所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用_____(填寫字母序號(hào))。A．銅

B．鈉

C．鋅

D．石墨C

9．鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。(3)圖乙所示的方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的_____極。負(fù)

10．鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ)。請回答鋼鐵腐蝕、防護(hù)過程中的有關(guān)問題。(1)生產(chǎn)中可用鹽酸來除鐵銹?，F(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹被除盡后，發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。2FeCl3＋Fe=3FeCl2

鐵銹的主要成分是Fe2O3，F(xiàn)e2O3和鹽酸反應(yīng)生成Fe3＋，溶液中還有H＋，氧化性：Fe3＋

>H＋10．鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ)。請回答鋼鐵腐蝕、防護(hù)過程中的有關(guān)問題。(2)下列哪種裝置可防止鐵棒被腐蝕________。BD

10．鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ)。請回答鋼鐵腐蝕、防護(hù)過程中的有關(guān)問題。請回答：①A電極對應(yīng)的金屬是_____(寫元素符號(hào))，B電極的電極反應(yīng)是___________________。(3)在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置如圖所示：Cu2＋＋2e－

=Cu

Cu10．鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ)。請回答鋼鐵腐蝕、防護(hù)過