高中化学 第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护课时作业 新人教版选修4VIP免费

第四节金属的电化学腐蚀与防护[目标要求]1.了解金属发生腐蚀的原因及现代防护措施。2.了解金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的区别与联系。3.掌握金属发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电化学原理。一、金属的腐蚀金属腐蚀是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。金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。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，这种腐蚀的速率随着温度的升高而加快。2．电化学腐蚀不纯的金属接触电解质溶液时，会发生原电池反应，较活泼的金属失去电子而被氧化所引起的腐蚀。二、电化学腐蚀的分类以铁的腐蚀为例吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜呈弱酸性或中性水膜呈较强酸性正极反应式O2＋2H2O＋4e－===4OH－2H＋＋2e－===H2↑负极反应式2Fe－4e－===2Fe2＋Fe－2e－===Fe2＋总反应式2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑三、金属的防护1．电化学保护法(1)牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理在被保护的钢铁设备上装上若干活泼金属如镁合金或锌块，作原电池的负极(阳极)；让被保护的金属作原电池的正极(阴极)。(2)外加电流的阴极保护法用被保护的金属作阴极，用惰性电极作阳极，外接直流电源。2．其他方法(1)改变金属内部结构，如制成防腐的合金；(2)加涂保护层，如喷油漆、涂油脂。知识点一金属的腐蚀1．关于金属腐蚀的叙述中，正确的是()A．金属被腐蚀的本质是M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀答案C解析金属腐蚀的本质主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质相接触，腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。A中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀，为M－ne－===Mn＋；B选项中Sn、Fe构成电化学腐蚀，主要是Fe－2e－===Fe2＋，铁先被腐蚀。常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应，发生化学腐蚀。2．如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________腐蚀。(2)若试管内液面上升，则原溶液呈________________性，发生________腐蚀，电极反应式：负极：__________________________________________________________，正极：___________________________________________________________________。(1)若试管内液面下降，则原溶液呈______性，发生________腐蚀。电极反应式：负极________________________________________________________________________，正极：____________________________________________________________________。答案(1)电化学(2)弱酸性或中吸氧2Fe－4e－===2Fe2＋O2＋2H2O＋4e－===4OH－(3)较强的酸析氢Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑解析根据原电池的构成条件：有两种不同的材料(Fe为负极，碳为正极)，有电解质溶液，形成闭合回路，可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀。根据金属腐蚀的条件、原理及结果可知：试管内液面上升，说明试管内压强减小，试管内气体被吸收所致，是铁钉吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应式；试管内液面下降，说明试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是铁钉的析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应式。知识点二金属的防护3．下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是()①金属表面涂抹油漆②改变金属内部结构③保持金属表面清洁干燥④金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤D．全部答案D解析金属的腐蚀主要是电化学腐蚀，题目中①③④⑤中的方法都可以起到避免金属和电解质溶液接触形成原电池的目的；②中如在金属中加入某些其他元素改变金属内部结构也可以起到防腐蚀的效果。4．下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是()A．纯银器的表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层不能对铁制品起保护作用C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐...