2012新課標(biāo)同步導(dǎo)學(xué)化學(xué)魯科版選修4課件第1章3節(jié)課時(shí)金屬腐蝕與保護(hù)

1．了解金屬腐蝕的原因，能辨別金屬發(fā)生腐蝕的類型。2．理解金屬電化學(xué)腐蝕的原理及類型。3．掌握金屬防護(hù)的方法以及金屬的電化學(xué)防護(hù)的原理。因一、金屬的腐蝕1

．定義：金屬表面與周化圍學(xué)反物應(yīng)質(zhì)發(fā)生或電化學(xué)作用

失去

而氧遭化到破壞的過程。2．實(shí)質(zhì)：金屬

電子被

。觸

生溶解。3．分類二、金屬電化學(xué)腐蝕的原理1

．定義：不純的電金解質(zhì)屬溶液或合金跟原接電池

失去時(shí)

氧化發(fā)反應(yīng)，較活潑金屬

負(fù)

電子被的過程。2．實(shí)質(zhì)：被腐蝕金屬成為原電池的

極而被(1)

吸

氧

腐

：

在

水

膜時(shí)，正極上O2被還原。(2)析氫腐蝕：在水膜酸性

時(shí)，正極上H＋被還原。蝕較強(qiáng)酸性很弱或呈中性[開放探究](1)現(xiàn)實(shí)生活中化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕哪種更普遍？析氫腐蝕與吸氧腐蝕哪個(gè)更普遍？(2)影響金屬腐蝕的因素有哪些？提示：

(1)電化學(xué)腐蝕更普遍；吸氧腐蝕更普遍。(2)有金屬的本性和介質(zhì)兩個(gè)方面。就金屬本性而言，金屬越活潑，就越易失電子而被腐蝕。介質(zhì)對(duì)金屬腐蝕的影響也很大，如果金屬在潮濕空氣中，接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液，都容易被腐蝕三、金屬的防護(hù)1．本質(zhì)：2．方法(1)改變金屬金屬發(fā)化生學(xué)

反應(yīng)。結(jié)構(gòu)，如制成合金等。(2)

加防護(hù)層，等。(3)電化學(xué)防護(hù)如噴漆、在涂油金脂、屬電鍍表面電化學(xué)保護(hù)分為

保和保

。犧牲陽極

陰極3．金)1．下列有關(guān)金屬腐蝕的說法中正確的是(A．金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質(zhì)溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程B．電化學(xué)腐蝕指在外加電流的作用下不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程C．鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，負(fù)極吸收氧氣，產(chǎn)物最終轉(zhuǎn)化為鐵銹D．金屬的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕本質(zhì)相同，但電化學(xué)腐蝕伴有電流作用解析：金屬腐蝕的本質(zhì)，主要是金屬原子失電子被氧化，腐蝕的內(nèi)因是金屬的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，外因是金屬與空氣、水和其他腐蝕性的物質(zhì)接觸，腐蝕主要包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，所以A錯(cuò)誤；電化學(xué)腐蝕指不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程，不需要通過電流，所以B錯(cuò)誤；鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，正極吸收氧氣，而不是負(fù)極吸收氧氣，所以C錯(cuò)誤；只有選項(xiàng)D正確。答案：

D2．鐵制自來水管與下列材料做成的水龍頭連接，自來水管銹蝕最快的是(

)A．鐵水龍頭

B．銅水龍頭C．塑料水龍頭

D．陶瓷水龍頭答案：

B3．下列防腐措施中，屬于電化學(xué)保

的是(

)A．用氧化劑使金屬表面生成致密穩(wěn)定的氧化物保護(hù)膜B．在金屬中加入一些鉻或鎳制成金屬合金C．在輪船的船殼水線以下部分，裝上一定數(shù)量的鋅錠D．金屬表面噴漆解析：

鋅的活動(dòng)性強(qiáng)于鐵，形成原電池時(shí)鋅做負(fù)極先被腐蝕使船體得到保護(hù)。答案：

C一、鋼鐵的腐蝕1．實(shí)驗(yàn)探究吸氧腐蝕(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄拷葸^食鹽水的鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕。(2)實(shí)驗(yàn)步驟：將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽的試管中，觀察導(dǎo)管中水柱和食鹽水浸泡一下，放入然后撒少量炭粉，幾分鐘后的變化。(3)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象：導(dǎo)管中水柱上升，鐵釘表面有鐵銹生成。(4)實(shí)驗(yàn)分析：裝置中Fe－C－食鹽水一起構(gòu)成了原電池，F(xiàn)e做負(fù)極，C做正極，由于食鹽水呈中性，故電極反應(yīng)如下：負(fù)極：2Fe―→2Fe2＋＋4e－正極：O2＋2H2O＋4e－―→4OH－總反應(yīng)方程式：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，又4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，氫氧化鐵進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為鐵銹。電化學(xué)腐2蝕．類鋼型鐵的析析氫腐蝕氫腐蝕與吸氧吸氧腐蝕腐蝕的比較條件水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱或呈中性、堿性電極反應(yīng)負(fù)極Fe―→Fe2＋＋2e－正極2H＋＋2e－―→H2↑O2＋2H2O＋4e－―→

4OH－總反應(yīng)式Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)(1)原電池的負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液不能發(fā)生自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)時(shí)，正極反應(yīng)一般為：O2＋4e－＋2H2O―→4OH－。(2)金屬的吸氧腐蝕比析氫腐蝕更普遍，按照金屬活動(dòng)性順序，“H”前金屬既可以發(fā)生析氫腐蝕也可以發(fā)生吸氧腐蝕，“H”后金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕。高考)右圖裝置中，U形管內(nèi)為紅墨水，

a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液(呈酸性)，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是()A．生鐵塊中的碳是原電池的正極B．紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤．兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Fe―→Fe2＋＋2e－D．a(chǎn)試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕思路點(diǎn)撥：

解答本題要注意以下兩點(diǎn)：(1)溶液的酸堿性決定鐵釘發(fā)生電化學(xué)腐蝕的類別。(2)發(fā)生析氫腐蝕時(shí)有H2放出，發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)O2被吸收。生鐵塊中的鐵比含有的碳活潑，在形成的原電池中充當(dāng)負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe―→Fe2＋＋2e－，碳充當(dāng)正極，在發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－―→4OH－，在發(fā)生析氫腐蝕時(shí)電極反應(yīng)為2H＋＋2e－―→H2↑，故A、C正確。a試管中盛裝NaCl溶液為中性環(huán)境，故生鐵塊發(fā)生吸氧腐蝕，氧氣被消耗，試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)降低；b試管內(nèi)盛裝NH4Cl溶液，酸性較強(qiáng)，產(chǎn)生析氫腐蝕，產(chǎn)生H2，試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，故紅墨水柱兩邊的液面應(yīng)左高右低，故B錯(cuò)，D對(duì)。D1．釘放NaC在瓊金屬的鐵量酚酞和瓊膠(離子正確的是(A．a(chǎn)B．b釘附近呈現(xiàn)紅色

釘上發(fā)生還原反應(yīng)C．a(chǎn)中銅絲上發(fā)生氧化反應(yīng)D．b中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生解析：a、b兩裝置中金屬接觸中性電解質(zhì)溶液，都發(fā)生吸氧腐蝕。a中Fe釘作負(fù)極，銅絲作正極，正極上的反應(yīng)為：O2

＋2H2O＋4e－―→4OH－，堿性增強(qiáng)，銅絲附近呈紅

中形成的原電池Al

作負(fù)極，

電極反應(yīng)為：Al―→Al3＋＋3e－；故D

；b

釘作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)正確。答案：

B二、金屬腐蝕快慢規(guī)律1．在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕由快到慢的順序?yàn)椋弘娊庠硪鸬母g>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>應(yīng)用原電池原理有保護(hù)措施的腐蝕>應(yīng)用電解池原理有保護(hù)措施的腐蝕。2．同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序?yàn)椋簭?qiáng)電解質(zhì)溶液中的腐蝕>弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕>非電解質(zhì)溶液中的腐蝕。3．對(duì)于活動(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，氧化還原反應(yīng)速率越潑金屬腐蝕越快。4．對(duì)于同一種電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕越快(除鈍化外)。5．純度越高的金屬，腐蝕的速率越慢(純金屬幾乎不腐蝕)。6．不純的金屬或合金，在潮濕的空氣中腐蝕速率遠(yuǎn)大于在干燥、隔絕空氣條件下的腐蝕速率。比較金屬腐蝕快慢時(shí)，①先分清金屬活潑與否，電解質(zhì)溶液成分；②確定“裝置”類型：是電

解池還是原電池。，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)，由快到慢的順序是(

)A．④②①③C．④②③①B．②①③④D．③②④①金屬的腐蝕，從本質(zhì)上講也是組成化學(xué)電池發(fā)生氧化還原反應(yīng)的結(jié)果。在原電池中，活潑金屬為負(fù)極，該金屬被氧化，不活潑金屬便被保護(hù)起來，其被腐蝕的速率大大減小，所以裝置③中的鐵被腐蝕的速率比①中的慢；反之，當(dāng)鐵與比它不活潑的金屬，如Sn、Cu等連接起來，則其被腐蝕的速度增大，所以在容器②中的鐵比容器①中的鐵腐蝕得快。容器④是一個(gè)電解池，在這里Fe是陽極，不斷地以Fe2＋的形式進(jìn)入容器中，從而加速了鐵的腐蝕，在上述四容器中，容器④中的鐵腐蝕過程是最快的。答案：

A?被腐解析：A、B、D都形成原電池，鐵做負(fù)極，腐蝕速度加快；C

表面鍍銅，鐵被保護(hù)不易被腐蝕。答案：

C1．(2011·牡丹江高二質(zhì)檢)下列關(guān)于金屬腐蝕的敘述不正確的是(

)A

．金屬在潮濕環(huán)境下的腐蝕實(shí)質(zhì)是M

＋nH2O===M(OH)n＋n/2H2↑B．金屬的化學(xué)腐蝕實(shí)質(zhì)是M―→Mn＋＋ne－，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑C．在潮濕的中性環(huán)境中，金屬的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕D．防止金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕，關(guān)鍵在于金屬成為原電池的負(fù)極，避免其發(fā)生陽極氧化解析：

金屬被腐蝕的實(shí)質(zhì)是M―→Mn＋＋ne－，A項(xiàng)說法錯(cuò)誤。答案：

A)2．下列事實(shí)不能用電化學(xué)原理解釋的是(A．輪船水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊B．鋁片不用特殊方法保護(hù)C．純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴入少量硫酸銅溶液后反應(yīng)速率增大D．鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用解析：選項(xiàng)A是通過構(gòu)成Zn—Fe原電池，在船殼上加鋅塊作原電池的負(fù)極，從而保護(hù)正極鐵不受腐蝕。選項(xiàng)B可形成氧化膜保護(hù)鋁。選項(xiàng)C中由于發(fā)生Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的銅附在鋅表面構(gòu)成了原電池，從而增大了反應(yīng)的速率。選項(xiàng)D中一旦金屬鍍層受損后，分別形成Zn—Fe原電池和Fe—Sn原電池，前者Zn被腐蝕從而保護(hù)了鐵，而后者Fe首先被腐蝕，所以鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用。答案：

B3．(2011·常熟高二質(zhì)檢)將鐵棒與石墨用導(dǎo)線連接后浸入0.01 mol/L的食鹽溶液中，可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是(

)A．鐵棒附近產(chǎn)生OH－C．石墨棒上放出Cl2B．鐵棒被腐蝕D

．石墨棒上放出O2解析：鐵棒為原電池的負(fù)極，被腐蝕；石墨棒為原電池的正極，發(fā)生反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－―→4OH－。答案：

B4．(2011·亳州高二質(zhì)檢)下列金屬的防護(hù)方法)中屬于犧牲陽極保

的是(A．鐵塔上焊接大大小小的鋅塊B．體育器材表面涂上防護(hù)漆C．水下鐵

和直流電源的負(fù)極相連D．自行車鏈條上涂一層機(jī)油解析：A

塔上的鋅塊發(fā)生氧化反應(yīng)而被損耗；B、D屬于外加保護(hù)層的物理防；C屬于陰極電保。答案：

A天殘液中含NaCl)，銹斑[該銹斑為5.炒過第二

Fe(OH)生鐵鍋炒過菜的鐵鍋未及時(shí)洗凈(殘液中含NaCl)，第二天便出現(xiàn)紅棕色的銹斑[該銹斑為Fe(OH)3失水的產(chǎn)物]。(1)回答有關(guān)電化學(xué)腐蝕的問題：①負(fù)極反應(yīng)為：

；②

正

極

反

應(yīng)

為：

；③

原

電

池

反

應(yīng)

為

：

。(2)

寫

出

生

成

Fe(OH)3

的

化

學(xué)

方

程

式解析：NaCl殘液是電解質(zhì)溶液，它跟鐵鍋中的鐵和少量的碳恰好構(gòu)成了原電池，在此原電池里，鐵是負(fù)極，鐵失電子而被氧化；碳為正極，主要是溶解于NaCl溶液里的O2得電子而被還原，這一過程可以表示如下：負(fù)極(鐵極)：2Fe―→2Fe2＋＋4e－正極(碳極)：O2＋2H2O＋4e－―→4OH－生成的Fe