高中化学 金属的腐蚀与防护（基础）知识讲解学案 新人教版选修4

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1、金属的腐蚀与防护【学习目标】1、理解金属发生电化学腐蚀的原因，了解电化学腐蚀的类型及差异并能写出电极反应；2、知道防治金属腐蚀的方法，并能从实验探究中获得体会。【要点梳理】要点一、金属的腐蚀金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。1．金属腐蚀的实质。金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化的过程，用反应方程式表示为：M－ne－＝Mn+（M代表金属元素）。2．金属腐蚀的分类。【高清课堂：金属的腐蚀与防护#化学腐蚀和电化学腐蚀】3．化学腐蚀和电化学腐蚀的比较。化学腐蚀电化学腐蚀相同点金属原子失去电子而被氧化的过程，即金属原子转化为阳

2、离子的过程不同点条件金属与氧化剂直接接触不纯金属与电解质溶液接触现象无电流有微弱电流本质金属被氧化活泼金属被氧化相互关系往往同时发生，电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，危害更严重【高清课堂：金属的腐蚀与防护#钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较】4．钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较。类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜呈弱酸性或中性水膜呈酸性正极反应（O2）O2+2H2O+4e－＝4OH－2H++2e－＝H2↑负极反应（Fe）Fe－2e－＝Fe2+Fe－2e－＝Fe2+其他反应Fe2++2OH－＝Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分

3、水转化为铁锈要点诠释：由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式；另外，只有在金属活动性顺序中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是发生吸氧腐蚀：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）活动性不同的两金属，活动性差别越大，腐蚀越快。（4）对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。要点二、金属的防护【高清课堂：金属的腐蚀与防护#金属的防护方法】1．金属防

4、护的思路。防止金属与化学物质直接接触，防止金属与环境形成原电池。2．防护方法。（1）改变金属的内部组成和结构：如不锈钢（钢中加入一定量的镍和铬）。（2）加保护层：在金属表面镀上一层纯金属（如铁上镀锌、锡、铬等）、喷漆、涂油、生成氧化膜保护（钢铁制品表面生成Fe3O4，在铝制品表面生成Al2O3）。（3）牺牲阳极的阴极保护法：此法应用原电池原理，让被保护金属作为正极，另找一种活动性较强的金属作为负极。例如在锅炉内壁、船舶外壳装上若干锌块，就可保护钢铁设备（如图）发生的电极反应：负极：Zn－2e－＝Zn2+正极：O2+4e－+2H2O＝4OH－Zn不断被腐蚀，可定期拆

5、换。而铁得到保护。（4）外加电流的阴极保护法：此法应用电解原理，让被保护金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，两者都存在于海水中。接上直流电源。例如钢闸门，可用此法防止腐蚀。此法中阳极上放电的微粒是海水中的阴离子，阴极上放电的微粒是海水中的阳离子。（如图）【典型例题】类型一：金属的腐蚀例1以下现象与电化学腐蚀无关的是（）。A．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿B．生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D．银质奖牌久置后表面变暗【答案】D【解析】A项中黄铜（铜锌合金）若发生电化学腐蚀，被腐蚀的金属应是金属性较强的锌而不是铜。B项中

6、生铁中含较多的碳，比铁芯（几乎是纯铁）在电解质作用下更容易形成原电池，也更容易生锈。C项中铁质器件附有铜质配件时，在接触电解质溶液时，铁作原电池的负极，易被腐蚀生成铁锈。D项中银质奖牌久置后可能被氧化成银的化合物而表面变暗，这是化学腐蚀，与电化学腐蚀无关。【总结升华】解答此类题应注重形成电化学腐蚀的条件。抓住不同的电极及电解质溶液，即可选择。【高清课堂：金属的腐蚀与防护#例2】例2如图所示装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是（）。A．生铁块中的碳是原电池的正极B．红墨水柱两边的液面变为左

7、低右高C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－＝Fe2+D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀【答案】B【解析】Fe与C及电解质溶液形成原电池，Fe是负极：Fe－2e－＝Fe2+；C是正极，在a中发生吸氧腐蚀，a中压强减小；b中发生析氢腐蚀，b中压强增大，红墨水柱液面是左高右低。【总结升华】金属发生的腐蚀主要是吸氧腐蚀，其基本规律是：（1）活泼金属作负极，被氧化、被腐蚀；（2）正极一定是氧气得电子，生成OH－，电极反应式为O2+2H2O+4e－＝4OH－；（3）不活泼的金属铜、银，不能发生析氢腐蚀，但可以发生吸氧腐蚀。举一反三：【变式1】用铝制饭盒盛

8、放醋酸，一