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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第四节学习必备欢迎下载金属的电化学腐蚀与防护1钢铁在酸性环境中主要发生析氢腐蚀,放出氢气；2钢铁在中性或弱酸性环境中主要发生吸氧腐蚀,最终生成铁锈的主要成分是 Fe2O3nH 2O；3钢铁吸氧腐蚀的正极发生的电极反应是：2H2OO24e =4OH；4金属电化学防护的方法有牺牲阳极的阴极爱护法和外加电流的阴极爱护法；金属的电化学腐蚀自学教材 填要点 1金属的腐蚀1概念：金属或合金与四周接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程；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：化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐
2、蚀；电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时,2钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀会发生原电池反应, 比较活泼的金属失电子而被氧化；名师归纳总结 条件吸氧腐蚀析氢腐蚀第 1 页,共 8 页水膜呈中性或弱酸性水膜呈较强酸性正极反应O24e 2H2O 2H2e=H2=4OH- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 负极反应Fe 2e学习必备欢迎下载2Fe2e =Fe2=Fe2FeO2 2H2O Fe2H= 总反应=2FeOH 2 Fe 2H2师生互动 解疑难 1化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生,只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍,危害更大；2析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解
3、质溶液的酸碱性,实际情形中以吸氧腐蚀为主；3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 Fe 3；4一般情形下,只有在金属活动性次序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀；1请以吸氧腐蚀为例,用化学方程式说明铁锈Fe2O3xH 2O的形成过程：1负极： _ ；2正极： _ ；3总反应： _ ；4_ ；5_ ；2答案： 1Fe 2e=Fe2O 24e2H 2O=4OH32FeO22H2O=2FeOH 2 44FeOH 2 O22H2O=4FeOH 3 52FeOH 3=Fe2O3xH2O3xH 2O 金属的电化学防护自学教材 填要点 1金属的防护名师归纳总结 - - -
4、- - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2金属的电化学防护1牺牲阳极的阴极爱护法：应用原电池原理,让被爱护金属作正极,另找一种活泼性较强的金属作负极；2外加电流的阴极爱护法：利用电解原理, 把被爱护的钢铁设备作为阴极,用惰性电极作为帮助阳极,在电解质溶液里,接外加直流电源；3牺牲阳极的阴极爱护法的试验探究1试验步骤：按右图所示连接好装置；往Fe 电极区滴入2 滴黄色 K 3FeCN 6铁氰化钾溶液,观看试验现象；已知 Fe 2与FeCN 63反应生成带有特点蓝色的铁氰化亚铁沉淀：3Fe 22FeCN 63=Fe3FeCN 6 2；
5、Fe 电极上有气泡产生,往 Fe 电极邻近滴2试验现象： 可以看到电压表指针发生偏转,入 K 3FeCN 6溶液,没有蓝色沉淀生成；3试验结论：实质上是 Zn 、Fe、NaCl 溶液 酸化 构成原电池,发生以下电极反应：负极： Zn2e=Zn2,Fe 2,证明 Fe 未被腐正极： 2H2e=H2；往 Fe 电极邻近滴加K 3FeCN 6溶液不变蓝色,说明溶液中不含蚀即牺牲阳极金属爱护阴极金属；师生互动 解疑难 1金属防护的基本思路：防止金属与氧化性介质直接接触；防止金属表面形成电解质溶液层；改善金属的内部结构；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - -
6、- - - - - - - 学习必备 欢迎下载2金属防护的其他方法：转变金属的内部组织结构,使金属的性质发生转变,成为耐腐蚀金属,如把铬、镍等 加入一般钢里制成不锈钢；在金属表面掩盖爱护层,使金属制品与四周物质隔离开来,这是一种普遍采纳的防护方法；2用 “短线 ” 将以下金属的防护方法连线；1加爱护层3AA 钢闸门与直流电源负极相连2牺牲阳极阴极爱护法B电线外面包塑料法3外加电流的阴极爱护法C一般钢制镍铬钢4转变内部结构D轮船外壳装上锌块答案： 1B2D4 C 主题 1：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的不同点有哪些？甲形成原电池的条件不同,水膜呈较强的酸性发生析氢腐蚀,水膜呈中性或很弱的酸性就发=4
7、OH生吸氧腐蚀乙正极反应式不同,析氢腐蚀为：2H2e=H2,吸氧腐蚀为：2H 2OO24e总反应式不同,析氢腐蚀： Fe2H=Fe 2H2,丙 吸氧腐蚀： 2Fe2H 2OO2=2FeOH 2,4FeOH 22H2OO2=4FeOH 3丁 电化学腐蚀中,吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍主题 2：探讨金属防护的常用方法有哪些？名师归纳总结 甲转变金属的内部结构,如钢中加入镍制成不锈钢第 4 页,共 8 页乙在金属表面掩盖爱护层,把被爱护的金属与腐蚀介质隔开,如在金属表面涂油漆、油脂、搪瓷、镀铬、掩盖蓝色氧化膜Fe3O4 等 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习
8、必备 欢迎下载丙 改善腐蚀的环境,如削减腐蚀介质的浓度,除去介质中的氧等丁电化学爱护,依据电化学原理,通过转变金属在电解质溶液中的作用,从而掌握金属 的腐蚀,如牺牲阳极的阴极爱护法和外接电源的阴极爱护法等金属的腐蚀与防护例 1结合下图判定,以下表达正确选项 A和中正极均被爱护B和中负极反应均是2Fe 2e =FeC和中正极反应均是O2 2H2O4e=4OHD和中分别加入少量K 3FeCN 6溶液,均有蓝色沉淀解析 两个装置均为原电池,负极都是活泼金属,依据原电池原理可知：原电池的正极金属受到爱护,A 项正确；：负极为活泼金属 Zn,B 错误；中是酸性溶液,电极反应中不能有 OH生成, C 错误
9、；中无 Fe 2生成；不能生成铁氰化亚铁沉淀,D 错误；答案 A 解答此类题目主要从以下三个方面分析：1正确判定金属的腐蚀是化学腐蚀仍是电化学腐蚀；2假如是电化学腐蚀,判定出正、负极,较活泼的金属为负极被腐蚀,较不活泼的金属为正极被爱护；3电化学腐蚀中依据电解质溶液的酸碱性确定腐蚀的类型,如是酸性溶液就发生析氢腐蚀,如是中性或弱酸性溶液就发生吸氧腐蚀；1以下有关钢铁腐蚀与防护的说法正确选项 A钢管与电源正极连接,钢管可被爱护B铁遇冷浓硝酸表面钝化,可爱护内部不被腐蚀C钢管与铜管露天堆放在一起时,钢管不易被腐蚀名师归纳总结 D钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe3e3=FeA 项错误；铁遇第 5
10、页,共 8 页解析：钢管与电源正极相连,就钢管作阳极,发生氧化反应而被腐蚀,- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 冷浓硝酸表面钝化,学习必备欢迎下载B 项正确； 钢管与铜在表面生成一层致密的氧化膜爱护内部不被腐蚀,管露天堆放在一起,形成原电池时钢管作负极,发生氧化反应而被腐蚀,C 项错误；钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应为：答案： B Fe 2e =Fe 2,D 项错误；金属腐蚀快慢的比较例 2 下图所示的各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的次序是 A BC D解析 铁在海水中的腐蚀属于电化学腐蚀,当铁与比它活泼性差的 Sn 相连时, Fe 被腐蚀的速
11、率增大 比大 ,与活泼性比其强的锌相连时,锌作负极,被腐蚀,铁被爱护,其腐蚀的速率要比小；为电解装置,答案 A Fe 为阳极,发生氧化反应,铁腐蚀的速率最快；同一电解质溶液中金属腐蚀快慢的规律电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀 有爱护措施的腐蚀；即电解池的阳极 原电池的负极 一般化学腐蚀 原电池的正极 电解池的阴极；如将装置中的 Sn 换为 Cu,与比较哪一种装置中铁的腐蚀速率快？提示：换为 Cu 后、 Fe 的腐蚀速率快；缘由是活泼性不同的两种金属形成原电池而造成的腐蚀：两金属的活泼性差异越大,金属腐蚀得越快；金属腐蚀与防护的试验探究例 3 某探究小组用铁钉被腐蚀的快慢试验,来讨
12、论防止钢铁腐蚀的方法；所用试剂有：材质相同无锈的铁钉数个,肯定量的食盐水、碳酸水、植物油,试验温度为 298 K 或308 K,每次试验取用铁钉的数量相同,液体体积相同且足量,用大小相同的试管试验；1请完成以下试验设计表,并在试验目的一栏中填出对应的试验编号：名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试验学习必备欢迎下载试管内编号T/K 取用液体试验目的298 食盐水试验和探究不同电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响试验和 _探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响试验和 _探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响2请依据上述试验,判定
13、以下有关钢铁制品防腐的说法正确选项 _填字母 ；A在铁门、铁窗表面涂上油漆B自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施,所以不需要停放在能遮雨的地方C家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处D把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路,可削减铁闸门的腐蚀速率解析 1试验探究不同电解质对铁钉腐蚀快慢的影响,因此保证温度不变仍为 298 K,转变电解质 选用碳酸水 ；试验探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响,因此保证电解质不变 选 308 K ；仍为食盐水 ,转变温度试验探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响；因此保证温度不变 仍为298 K ,转变试管内液体 选植物油 ；2A 项涂油漆爱护钢窗,使
14、铁窗与四周物质隔开,正确；自行车放在干燥处,不易形成原电池,能降低腐蚀速率,B 错误； C 正确； D 项挡水铁闸门应与直流电源的负极相连,名师归纳总结 使之作电解池的阴极,才能起到爱护作用,D 错误；试验目的第 7 页,共 8 页答案 1 试管内试验T/K - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 编号学习必备欢迎下载取用液体298 食盐水298 碳酸水只要与308 食盐水前面、对应即可 298 植物油2AC 影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面,就金属的本性而言, 金属越活泼,就越易失去电子被腐蚀,介质对金属腐蚀的影响很大,假如金属在潮湿的空气中
15、,接触腐蚀性气体或电解质溶液,都简单被腐蚀；2为讨论金属腐蚀的条件和速率,某课外小组同学用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中,再放置于玻璃钟罩里储存一星期,以下对试验终止时现象描述不正确选项 A装置左侧的液面肯定会上升B左测液面装置比装置的低C装置中的铁钉腐蚀最严峻D装置中的铁钉几乎没被腐蚀解析： 装置中潮湿的水蒸气为中性,铁丝发生吸氧腐蚀,左侧的液面肯定会上升；装置中潮湿的水蒸气为酸性,铁丝发生析氢腐蚀,左侧的液面下降,故左侧液面装置比装置的高； 装置中铜与铁构成原电池,腐蚀最为严峻； 装置中铁钉处于干燥环境,几乎没被腐蚀；答案： B 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页