第4章第3節(jié)-金屬的腐蝕與防護(hù)(第1課時(shí)-金屬的腐蝕)(學(xué)生版)

《2021-2022學(xué)年高二化學(xué)同步精品學(xué)案（新人教版選擇性必修1）》第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)一．金屬的腐蝕1．定義：指金屬或合金與周?chē)臍怏w或液體物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。2．分類(lèi)：根據(jù)與金屬接觸的氣體或液體不同，金屬腐蝕可分為兩類(lèi)：類(lèi)型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2等)包括非電解質(zhì)液體(如石油)直接反應(yīng)而引起的腐蝕不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)區(qū)別有無(wú)電流腐蝕物質(zhì)金屬直接被腐蝕金屬被腐蝕共同點(diǎn)都是金屬原子失去電子而被氧化：M－ne－=Mn＋3．鋼鐵的電化學(xué)腐蝕：（1）分類(lèi)：由于條件不同，鋼鐵腐蝕可分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕兩種類(lèi)型。類(lèi)別項(xiàng)目析氫腐蝕吸氧腐蝕腐蝕原理鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖條件電池反應(yīng)負(fù)極正極總反應(yīng)（2）鐵銹的形成：Fe(OH)2最終生成鐵銹(主要成分為Fe2O3·xH2O)，完成下列反應(yīng)：Fe(OH)2→Fe(OH)3：；Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O：?！蔡貏e提醒〕金屬的腐蝕以電化學(xué)腐蝕為主，電化學(xué)腐蝕又以吸氧腐蝕為主?！舅伎加懻摗亢?jiǎn)述鋼鐵容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因？【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)4—3（1）鐵釘?shù)奈醺g實(shí)驗(yàn)：將經(jīng)過(guò)酸洗除銹的鐵釘用飽和食鹽水浸泡一下，放入如圖具支試管中。幾分鐘后，觀(guān)察導(dǎo)管中水柱的變化，解釋引起這種變化的原因。實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)解釋導(dǎo)管中液面，鐵釘表面有鐵銹生成裝置中鐵、碳和飽和食鹽水構(gòu)成原電池，鐵釘發(fā)生腐蝕（2）取兩支試管，分別放入兩顆鋅粒和等體積、等濃度的稀鹽酸，觀(guān)察現(xiàn)象。然后，向其中一支試管中滴加1—2滴硫酸銅落液，再觀(guān)察現(xiàn)象。解釋產(chǎn)生不同現(xiàn)象的原因。實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)解釋試管中產(chǎn)生氣泡的速率快【預(yù)習(xí)檢驗(yàn)】1．判斷正誤，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。（1）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()（2）純鐵不易腐蝕，生鐵易腐蝕，是因?yàn)樯F中含碳能形成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕()（3）鐵的電化學(xué)腐蝕負(fù)極反應(yīng)為Fe－3e－Fe3＋()（4）Al、Fe、Cu在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物。()（5）銅既可以發(fā)生析氫腐蝕也可以發(fā)生吸氧腐蝕()（6）金屬在潮濕空氣中腐蝕的實(shí)質(zhì)是：M＋nH2OM(OH)n＋eq\f(n,2)H2↑()（7）每生成1mol鐵銹（Fe2O3·xH2O），理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O233.6L()2．下列有關(guān)金屬腐蝕的說(shuō)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(guò)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(guò)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3．炒過(guò)菜的鐵鍋未及時(shí)洗凈(殘液中含NaCl)，不久便會(huì)因被腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑。腐蝕原理如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．腐蝕過(guò)程中，負(fù)極是CB．Fe失去電子經(jīng)電解質(zhì)溶液轉(zhuǎn)移給CC．正極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑D．C是正極，O2在C表面上發(fā)生還原反應(yīng)4．銅板上鐵鉚釘?shù)奈醺g原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．正極電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－H2↑B．此過(guò)程中還涉及反應(yīng)4Fe(OH)2＋2H2O＋O24Fe(OH)3C．此過(guò)程中Fe、Cu均被腐蝕D．此過(guò)程中電流從Fe流向Cu5．纏有金屬絲的鐵釘插在含有酚酞的NaCl溶液中，如圖所示，可以看到在貼近金屬絲一邊的溶液中出現(xiàn)粉紅色。則該金屬絲可能是()A．鎂B．鋁C．鋅D．銅6．一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如下，下列說(shuō)法不正確的是()pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物Fe2＋Fe3O4Fe2O3FeOeq\o\al(－,2)A.在pH＞14溶液中，碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－=2H2OB．在pH＜4溶液中，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕C．在pH＞6溶液中，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕D．在煮沸除氧氣的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會(huì)減緩7．用壓強(qiáng)傳感器探究生鐵在pH＝2和pH＝4的醋酸溶液中發(fā)生腐蝕的裝置及得到的圖像如下：pH＝2時(shí)錐形瓶中氣pH＝4時(shí)錐形瓶中氣體壓強(qiáng)變化的曲線(xiàn)圖體壓強(qiáng)變化的曲線(xiàn)圖分析圖像，以下結(jié)論錯(cuò)誤的是()A．溶液pH≤2時(shí)，生鐵發(fā)生析氫腐蝕B．在酸性溶液中生鐵可能發(fā)生吸氧腐蝕C．析氫腐蝕和吸氧腐蝕的速率一樣快D．兩溶液中負(fù)極反應(yīng)均為：Fe－2e－=Fe2＋8．金屬腐蝕的電化學(xué)原理可用如圖模擬。（1）請(qǐng)寫(xiě)出有關(guān)電極反應(yīng)式：①鐵棒上電極反應(yīng)式：________________。②碳棒上電極反應(yīng)式：____________________。（2）該圖所表示的是______(填“析氫”或“吸氧”)腐蝕。（3）若將O2撤走，并將NaCl溶液改為稀硫酸溶液，則此圖可表示______(填“析氫”或“吸氧”)腐蝕原理。（4）鋼鐵的銹蝕過(guò)程中，下列變化可能發(fā)生的是。①Fe的化合價(jià)由＋2轉(zhuǎn)化為＋3②O2被還原③H＋被還原④有Fe2O3·xH2O生成⑤雜質(zhì)碳被氧化除去9．某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類(lèi)型的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時(shí)測(cè)量容器中的壓強(qiáng)變化。（1）請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)：編號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶挤?g鐵粉/g醋酸/%①為以下實(shí)驗(yàn)作參照0.52.090.0②醋酸濃度的影響0.536.0③0.22.090.0（2）編號(hào)①實(shí)驗(yàn)測(cè)得容器中壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖2。t2時(shí)，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始?jí)簭?qiáng)，其原因是鐵發(fā)生了________腐蝕，請(qǐng)?jiān)趫D3中用箭頭標(biāo)出發(fā)生該腐蝕時(shí)電子流動(dòng)方向；此時(shí)，碳粉表面發(fā)生了________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，其