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1、第4节 金属的电化学腐蚀与防护1.了解金属腐蚀的种类,能解释金属发生电化学腐蚀的原因;认识金属腐蚀的危害,知道防止金属腐蚀的方法。2.通过科学探究,培养动手操作能力和根据所学知识解决实际问题的能力。3.通过了解金属发生腐蚀的原因及现代的防腐措施,感受化学对人类生产和生活的影响。1.金属腐蚀的概念金属腐蚀是指金属与周围的①气体或②液体物质发生③氧化还原反应而引起损耗的现象。2.金属腐蚀的分类(1)化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2等)或非电解质液体等④直接发生化学反应而引起的腐蚀。(2)电化学腐蚀:①概念:⑤不
2、纯的金属与⑥电解质溶液接触时,会发生⑦原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀过程叫作电化学腐蚀。②分类:根据腐蚀过程中电解质溶液的不同,又可分为⑧析氢腐蚀和⑨吸氧腐蚀两种。3.钢铁的析氢腐蚀(1)条件:钢铁表面的电解质溶液的薄膜呈⑩酸性。(2)电极反应:负极:Fe-2e-Fe2+,发生氧化反应; 正极:2H++2e-H2↑,发生还原反应; 总反应:Fe+2H+Fe2++H2↑。 4.钢铁的吸氧腐蚀(1)条件:钢铁表面的吸附水膜酸性很弱或呈中性。(2)电极反应:负极:2Fe-4e-2Fe2+,发生氧化反应;正极:O
3、2+2H2O+4e- 4OH-,发生还原反应;总反应:2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2。(3)铁锈的形成:Fe(OH)2继续与氧气反应,化学方程式:4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3。生成的Fe(OH)3脱去一部分水,从而生成铁锈(Fe2O3·xH2O)。5.金属的防护(1)牺牲阳极的阴极保护法:利用原电池原理,让被保护的金属作为正极,用更活泼的金属作为负极,负极金属不断遭受腐蚀被消耗,被保护的金属避免了腐蚀。(2)外加电流的阴极保护法:让被保护金属与外加直流电源的负极相连,让其成为阴极,另一惰性电极
4、作阳极,让两者都处在电解质溶液中。通电后,电子被强制流向被保护的金属,抑制被保护金属失去电子,从而起到保护作用。(3)在金属表面覆盖保护层:可以采用喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法使金属与空气、水等物质隔离,以防止金属腐蚀。1.电镀、油漆、搪瓷、刷油这些防腐措施有什么共同点?2.纯铁与生铁哪一个在空气中更容易被腐蚀?3.为什么电化学腐蚀是钢铁腐蚀的主要原因?4.为了保护铁制海轮的外壳,不让其受到腐蚀,可在其表面装上哪些金属?探究1:金属的电化学腐蚀下图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶
5、液,各加入生铁块,放置一段时间。(1)我们可以发现a、b中的生铁块都发生了腐蚀,红墨水柱两边的液面变为左 右 (填“低”或“高”),从而我们得出a试管中发生了 腐蚀,b试管中发生了 腐蚀。在腐蚀中 作原电池的负极, 作原电池的正极。 (2)写出下列电极反应式:a试管中负极反应式为 ,总反应式为 ; b试管中正极反应式为 ,总反应式为 。 1.与铜质水龙头连接处的钢质水管易生锈,为什么?2.你认为在硫酸厂
6、附近的金属发生的主要是哪一类腐蚀?探究2:金属腐蚀的防护某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢,但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。提供的药品:Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu、FeCl2、Fe、Zn、ZnCl2、Ag、AgNO3(1)请从上面提供的药品中选择两种(水可任选),设计最佳实验,验证上述结论需选择的药品: ; 有关反应的化学方程式: ; 劣质不锈钢腐蚀的实验现象: 。 (2)某化学兴趣小组讨论在劣质不锈钢上电镀一层金属防止生锈,实验室有下列金属可供电镀:①铁、②铜、③锌、④银。你选择的金属是
7、(填金属),你选择的理由是 。 要想电镀你选择的金属,请再选择合适的药品完成电镀: 。 1.镀锌铁和镀锡铁均是在铁片表面覆盖了保护层,当保护层损坏时,哪类铁腐蚀速率较快?2.在同一电解质溶液中,对于电解原理引起的腐蚀(金属作电解池的阳极)、原电池原理引起的腐蚀(金属作原电池的负极)、化学腐蚀、有防护措施的腐蚀,这些腐蚀的快慢先后顺序是怎样的?1.下列变化属于金属的化学腐蚀的是( )。A.运送浓硫酸的铝罐口生成白色固体B.暖气片生锈C.酸雨过后从楼顶流下的雨水发黄D
8、.自行车车锁经雨淋后打不开2.下列关于金属腐蚀的叙述中不正确的是( )。A.金属被腐蚀的本质是M-ne-Mn+(M表示金属)而被氧化B.金属发生电化学腐蚀一定是在酸性环境中C.铜制品上的铝质铆钉,在潮湿的空气中易被腐蚀D.金属发生电化学腐蚀时是较活泼的金属作负极先被腐蚀3.下列现象中与电化学腐蚀无关的
