高中化学 第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与保护学案 新人教版选修4-新人教版高二选修4化学学案VIP免费

金属的电化学腐蚀与保护【学习目标】1.了解金属腐蚀及其危害。2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。3.了解金属防护的方法，特别是电化学防护的方法。【学习过程】1．金属腐蚀(1)定义：金属与周围接触到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)分类：①化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)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。腐蚀的速率随温度升高而加快。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，比较活泼的金属失去电子而被氧化。2．钢铁的电化学腐蚀：根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同，钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，如下图所示：(1)钢铁的析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，腐蚀过程中有H2放出。Fe是负极，C是正极。发生的电极反应式及总反应式为负极：Fe－2e－===Fe2＋；正极：2H＋＋2e－===H2↑；总反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。(2)钢铁的吸氧腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液呈中性或呈弱酸性并溶有O2时，将会发生吸氧腐蚀。电极反应式及总反应式为负极：2Fe－4e－===2Fe2＋；正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－；总反应：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。最终生成Fe2O3·xH2O，是铁锈的主要成分。3.影响金属腐蚀的因素：影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就金属本性来说，金属越活泼，越容易失去电子而被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。4.钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较：因钢铁表面水膜酸碱性不同，钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀，二者正极反应式不同，但负极反应式相同，都是铁失电子被氧化。5．判断金属腐蚀快慢的规律(1)电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。(2)对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。(3)活泼性不同的两种金属，构成原电池活动性差别越大，腐蚀越快。(4)对同一种电解质溶液来说，一般是电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。2．金属的防护金属防护改变金属内部结构而增强抗腐蚀能力——不锈钢金属表面覆盖保护层涂矿物油、油漆或覆盖搪瓷、塑料镀抗蚀金属——电镀、热镀、喷镀法用化学方法使其表面形成一层致密的氧化膜，金属的钝化电化学保护法外加电流的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法【当堂检测】1.下列关于钢铁锈蚀的叙述中，不正确的是()A．钢铁锈蚀时，铁原子失去电子成为Fe3＋，而后生成Fe(OH)3，再部分脱水成为氧化铁的水合物B．镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面易被腐蚀C．铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O，为保护海轮的船壳，常在船壳上镶入锌块D．酸雨能使钢铁更容易发生析氢腐蚀2.下列关于金属的防护方法的说法不正确的是()A．我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B．给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相连接C．轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法D．钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青3.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B．图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D．图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的4.A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如图所示：(1)A中反应的离子方程式是_________________________________________。(2)B中Sn极的电极反应式为______________，Sn极附近溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)C中被腐蚀的金属是_________，总反应离子方程式是__________________________，比较A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是________________________________。5.钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。(1)抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，当铁锈除尽后，可能...