高中化学 第四章 电化学基础 4.4 金属的电化学腐蚀与防护导学案 新人教版选修4-新人教版高二选修4化学学案VIP免费

第四节金属的电化学腐蚀与防护1.认识金属腐蚀的危害，能利用原电池原理解释电化学腐蚀的原因。2.能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。3.了解金属腐蚀的防护方法。金属的腐蚀1．概念：金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。2．本质：金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。3．分类(1)化学腐蚀：金属跟接触到的干燥气体或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。(2)电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化。电化学腐蚀又可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。4．钢铁的电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述条件水膜酸性较强水膜呈中性或酸性很弱电极反应负极(Fe)Fe－2e－===Fe2＋Fe－2e－===Fe2＋正极(C)2H＋＋2e－===H2↑2H2O＋O2＋4e－===4OH－总反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2其他反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3，Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈Fe2O3·xH2O1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)金属的腐蚀都是金属失去电子被氧化的过程，所以都是化学腐蚀。()(2)因为CO2普遍存在，所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主。()(3)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋。()(4)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别在于前者有H2生成，后者有O2参加。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√2．请以吸氧腐蚀为例，用化学方程式解释铁锈(Fe2O3·xH2O)的形成过程。(1)负极：____________________________________。(2)正极：____________________________________。(3)总反应：__________________________________。(4)__________________________________________。(5)__________________________________________。答案：(1)Fe－2e－===Fe2＋(2)O2＋4e－＋2H2O===4OH－(3)2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(5)2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀电化学腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀条件金属与干燥气体或非电解质液体直接接触水膜中溶有O2，呈极弱酸性或中性水膜酸性较强现象无电流产生有微弱电流产生反应式(以铁腐蚀为例)2Fe＋3Cl2===2FeCl3负极：Fe－2e－===Fe2＋正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－正极：2H＋＋2e－===H2↑(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。(2)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。(2015·高考上海卷)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是()A．d为石墨，铁片腐蚀加快B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．d为锌块，铁片不易被腐蚀D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑[解析]A．由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时铁片的腐蚀速率快，正确。B.d为石墨，由于电解质溶液为中性环境，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨电极上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正确。C.若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，Fe得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。D.d为锌块，由于电解质溶液为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误。[答案]D(1)若将上述例题装置中“海水”改为“酸雨”，d为石墨，则腐蚀类型属于哪种？正极反应式如何书写？(2)若将上述例题装置中“海水”改为“浓硝酸”，d为铜，则被腐蚀的金属是哪种？解释原因。答案：(1)属于析氢腐蚀。正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。(2)铜被腐蚀。铁遇浓硝酸发生钝化被保护，铁作正极，铜作负极，发生氧化反应而被腐蚀。金属腐蚀类型的判断方法(1)根据是否发生原电池反应来判断。发生原电池反应引起的金属腐蚀，属于电化学腐蚀，否则属于化学腐蚀。(2)根据金属的活动性及电解质溶液的酸碱性判断，位于金属活动性顺序表中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中...