金屬腐蝕與防護

1、三、金屬腐蝕與防護【自主學習】1金屬的腐蝕金屬腐蝕的含義金屬表面與周圍的物質發(fā)生 或因 作用而遭到破壞，稱為金屬腐蝕。金屬腐蝕的實質金屬原子 電子被 變成金屬 的過程?？捎梅匠淌奖硎緸椋?。金屬腐蝕的類型金屬腐蝕可分為 和 ，而電化學腐蝕依據(jù)環(huán)境的酸堿性可分為 和 。合作探究1：化學腐蝕和電化學腐蝕的異同？金屬腐蝕的類型化學腐蝕電化學腐蝕含義 條件 現(xiàn)象 腐蝕的速度 相互關系合作探究2：析氫腐蝕和吸氧腐蝕的異同？（以Fe為例）腐蝕類型 區(qū)別與聯(lián)系 析氫腐蝕 吸氧腐蝕相同點腐蝕的本質 負極反應式不同點條件不同電解質溶液不同氧化劑不同 正極反應式不同 產(chǎn)物不同 其它反應式2Fe O2 2H2O2F

2、e（OH）2；4Fe（OH）2O2 2H2O4Fe（OH）3；2Fe（OH）3Fe2O3·xH2O（3x）H2O 。普遍性合作探究3：銅、銀用導線連接后浸入稀硫酸中，一段時間后發(fā)現(xiàn)銅被腐蝕。試解析其原因？2金屬的防護金屬的防護就是依據(jù)電化學腐蝕的原理，要防止金屬發(fā)生 腐蝕，關鍵在于阻止金屬成為原電池的 極，避免發(fā)生陽極 反應而溶解。即其本質就是阻止 。因此常用的方法有：在金屬表面覆蓋 。如：可以在其表面加耐腐蝕的 、 、 、 、橡膠等 ，也可以通過電鍍而覆蓋于被保護金屬表面的耐腐蝕性較強的 。改變金屬的內部 。如： 、 等。犧牲陽極陰極保護法。如：鑲嵌 的閘門、航海船底、鐵塔以及底下

3、鐵管道等。外加 電源的 保護法。如：化工廠中盛酸性溶液的容器或管道。經(jīng) 、外加電源的 極等方法進行鈍化。如：合成氨廠中防止反應塔腐蝕。合作探究：金屬腐蝕快慢規(guī)律探究？作電解池 極引起的腐蝕作原電池 極引起的腐蝕 腐蝕有防護措施的腐蝕；對于同一金屬來說，在 電解質溶液中腐蝕速度在 電解質溶液中腐蝕速度在 電解質溶液中腐蝕速度；活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越 ，腐蝕越快；對于同一電解質溶液來說，電解質溶液濃度越 ，腐蝕越快。要點強化指導 1在原電池中，電源正極在溶液的部分因發(fā)生還原反應，而被稱為陰極；電源負極在溶液的部分因發(fā)生氧化反應，而被稱為陽極。在犧牲“陽極”“陰極”保護法中，實質是首先構成

4、原電池，使被保護的金屬作原電池的正極（陰極），犧牲的金屬作原電池的負極（陽極）。2外加電源往往應用電解的原理，被保護的金屬連接在電源的負極上。若被保護的金屬連接在電源的正極上也被保護，其理由是使金屬發(fā)生鈍化作用。【問題分析示例】例題1：將純鋅片和純銅片按圖所示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是（ ）A兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B甲中的銅片是正極，乙中的銅片是負極C兩燒杯中溶液的PH值均增大D產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢例題1：解析：本題考查原電池的工作原理、電極的選擇、溶液的PH值變化及金屬腐蝕的速度。甲池為原電池，乙池不是原電池，而甲池為電化學腐蝕，乙池為化學腐蝕。二者反應的實質

5、都為Zn失電子，溶液中H得到電子，使c（H）減小，PH值均增大。答案：C 針對性練習1如圖所示，電流表G發(fā)生偏轉，同時A極逐漸變粗，B極逐漸變細，C為電解質溶液，則A、B、C應是下列各組中的哪一組（ ）AA是Zn、B是Cu、C為稀H2SO4溶液BA是Cu、B是Zn、C為稀H2SO4溶液CA是Fe、B是Ag、C為AgNO3溶液DA是Ag、B是Fe、C為AgNO3溶液解析：由A極逐漸變粗，B極逐漸變細，可知：電解質溶液中含有不活潑的金屬陽離子，B極為活潑的金屬。答案：D2關于如圖所示裝置的敘述正確的是（ ）A銅是陽極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B銅片的質量逐漸減少C電流從鋅片經(jīng)導線流向銅片D氫離子在銅片表面

6、被還原解析：如圖所示裝置是原電池，電極為正、負極，活潑的鋅為負極，失去電子，發(fā)生氧化反應，本身質量逐漸減少。而銅極為正極，上面富積電子，H移向銅極，發(fā)生還原反應產(chǎn)生H2。答案：D例題2：X、Y、Z、M 代表四種金屬元素。金屬X 和Z 用導線連接放入稀硫酸中時，X 溶解，Z 極上有氫氣放出；若電解Y2+和Z2+共存的溶液時，Y 先析出；又知M2+的氧化性強于Y2+。則這四種金屬的活動性由強到弱的順序為（ ）AXZYM XYZMCMZXY DXZMY例題2：解析：由金屬X 和Z 用導線連接放入稀硫酸中時，X 溶解，Z 極上有氫氣放出知：X為電源的負極，則XZ；再由電解Y2+和Z2+共存的溶液時，Y

7、 先析出可知：ZY；又由M2+的氧化性強于Y2+可知：YM。 針對性練習3把a、b、c、d四塊金屬浸入稀硫酸中，用導線兩兩連接組成多個原電池，若a、b相連， a為負極；c、d相連，d上有氣泡逸出；a、c相連，a極減輕；b、d相連，b為正極。則四種金屬的活潑性順序為（ ）Aabcd BacbdCacdb Dbdca解析：依據(jù)金屬的活潑性相對強弱的判斷及原電池的正、負極的判斷可知：a、b相連， a為負極，則ab；c、d相連，d上有氣泡逸出，則c為負極，即cd；a、c相連，a極減輕，a為負極，即ac；b、d相連，b為正極，則db。 答案：C例題3：如圖所示，水槽中試管內有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：鐵釘

8、在逐漸生銹，則鐵釘?shù)母g屬于 腐蝕。若試管內液面上升，則原溶液是 性，發(fā)生 腐蝕，電極反應：負極： ，正極： 。若試管內液面下降，則原溶液是 性，發(fā)生 腐蝕，電極反應：負極： ，正極： 。若溶液甲為水，溶液乙為海水，則鐵釘在 （填“甲”或“乙”）溶液中腐蝕的速度快。例題3：解析：鐵釘是鐵合金，主要由鐵和炭組成，外加電解質溶液，可構成原電池，此時發(fā)生的腐蝕屬于電化學腐蝕。依據(jù)腐蝕的條件、原理及結果可知：試管內液面上升，說明試管壓強減小，氣體被吸收，是發(fā)生吸氧腐蝕的結果，據(jù)此寫出電極反應。試管內液面下降，說明試管壓強增大，產(chǎn)生氣體所致，是發(fā)生析氫腐蝕的結果，據(jù)此寫出電極反應。對于同一金屬來說，在強

9、電解質溶液中腐蝕速度在弱電解質溶液中腐蝕速度。答案：電化學；弱酸性或中性 吸氧 2Fe 2Fe24e O2 2H2O4e 4OH ；較強的酸性 析氫 Fe Fe22e 2 H2e H2； 乙。答案：A 針對性練習4如圖所示，裝置中都盛有0.1mol/L 的NaCl 溶液，放置一定時間后，裝置中的四塊相同的鋅片腐蝕速率由快到慢的正確順序是（ ） A B C D解析：由作電解池陽極引起的腐蝕作原電池負極引起的腐蝕化學腐蝕有防護措施的腐蝕可知答案。 答案：D5家用炒菜鐵鍋用水清洗后，放置一會出現(xiàn)紅棕色的鐵銹，在此變化過程中不會發(fā)生的化學變化是（ ）A2Fe O2 2H2O2Fe（OH）2B4Fe（O

10、H）2O2 2H2O4Fe（OH）3CO2 2H2O 4e 4OHDFe Fe33e答案：D【課堂練習達標】6下列說法正確的是（ ）A金屬被腐蝕時質量一定減少B金屬腐蝕就是金屬單質被氧化C金屬腐蝕一定是在酸性條件下D金屬直接與液體接觸才能造成金屬腐蝕，與氣體接觸沒有影響解析：金屬的腐蝕包含化學腐蝕與電化學腐蝕，是金屬與周圍的物質發(fā)生化學反應或因電化學作用而遭到破壞的過程，周圍的物質含有氣體；金屬腐蝕的條件不僅僅是酸性，還有弱酸性或中性；酸性腐蝕時，物質的質量一般減少；而弱酸性或中性腐蝕時，物質一般被氧化成氧化物而附著在原物質上，導致質量增加；金屬腐蝕的實質是金屬原子失去電子被氧化變成金屬陽離子

11、的過程。可用方程式表示為：MneMn。答案：B7下列關于鐵析氫腐蝕的說法正確的是（ ）A鐵為正極 B炭為正極C溶液中氫離子濃度不變 D此腐蝕在任何溶液中都發(fā)生解析：析氫腐蝕在較強的酸性條件下發(fā)生的，被腐蝕的金屬鐵是負極，其中含的炭為正極，在正極上溶液中氫離子得電子被還原產(chǎn)生氫氣。 答案：B8下列措施不能起到防腐作用的是（ ）A對鋼鐵設備噴油漆 B對鋼鐵進行電鍍C把鋼鐵與鎳、鉻等金屬制成合金 D把鋼鐵放入水下解析：金屬防護的方法有在金屬表面覆蓋保護層。如：可以在其表面加耐腐蝕的油漆、搪瓷等非金屬材料，也可以通過電鍍而覆蓋于被保護金屬表面的耐腐蝕性較強的金屬。改變金屬的內部組織結構制成合金。把鋼鐵

12、放入水下，會發(fā)生吸氧腐蝕。答案：D9表明金屬甲比金屬乙活動性強的是（ ）A在氧化還原反應中，甲失電子比乙的多B同價態(tài)的陽離子，甲比乙氧化性強C甲能與鹽酸反應放出氫氣而乙不能D將甲乙組成原電池時，甲為正極解析：金屬甲比金屬乙活動性強的得失電子能力的強弱，與得失電子數(shù)目多少無關；而同價態(tài)的陽離子，說明乙比甲氧化性強；一般來說，原電池負極的活潑性強些；又甲能與鹽酸反應放出氫氣而乙不能，說明甲排在氫之前，乙排在氫之后。 答案：C10鋼鐵在空氣中發(fā)生電化學腐蝕時，正極上發(fā)生的電極反應為（ ）AFe 3= B2H2O + O2 + 4=4OHCFe 2= D4OH 4=2H2O + O2解析：鋼鐵在空氣中

13、發(fā)生電化學腐蝕時，主要是吸氧腐蝕，正極上的反應為：2H2O + O2 + 4=4OH。 答案：B11下列描述不正確的是（ ）A純鋅與稀硫酸反應比粗鋅的反應速率快B用稀硫酸與鋅制取氫氣時，加入少量硫酸銅溶液，可加快反應的速率C純鐵比生鐵更難發(fā)生電化學腐蝕D鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕解析：粗鋅、生鐵以及鋅與其置換出的銅，加上電解質溶液，可組成原電池，從而使反應速率加快。 答案：A12關于犧牲陽極陰極保護法的敘述中正確的是（ ）A正極是陽極 B負極是陰極C陽極上發(fā)生氧化反應 D正極上發(fā)生氧化反應解析：在犧牲“陽極”“陰極”保護法中，實質是首先構成原電池，使被保護的金屬作原電池的正極（陰極），犧牲的金屬作

14、原電池的負極（陽極）。 答案：C【三維體系構建】答案：1鋅錳電池；2鉛蓄電池；3氫氧燃料電池；4活潑性不同的兩個電極；5電解質溶液；6兩電極浸入電解質溶液中且用導線連接起來組成閉合的回路；7能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應；8化學腐蝕；9電化學腐蝕；10吸氧腐蝕；11析氫腐蝕。課外天地 新型的化學電源 隨著工農業(yè)生產(chǎn)和國防建設的迅速發(fā)展，人們對化學電源的要求也越來越高，需要制造具有體積、電容量大、質量小和功率大等特點的新型的化學電源。下面著重介紹兩種常用的新型的化學電源。 1銀鋅蓄電池 銀鋅蓄電池是一種高能電池。它的質量小、體積小，是人造地球衛(wèi)星、宇宙火箭、空間電視轉播站等的電源。銀鋅蓄電池的負極是鋅（Zn），正極是氧化銀（Ag2O），用鋅酸鹽溶液（如H2ZnO2加KOH溶液）作電解質溶液。放電時，在電極上發(fā)生的如下反應：負極（鋅片） Zn 2OHZn（OH）2 2e正極（氧化銀） Ag2OH2O2e2Ag2OH 總反應式 ZnAg2OH2O 2AgZn（OH）2 銀鋅蓄電池所蓄的電能很高，但使用期不長，在充電狀態(tài)下不宜長期保存。 2鋰電池 鋰電池在較小的體積或質量下能放出較多的電能，放電時電壓十分穩(wěn)定，貯存時間長，能在261.3344.1