【化学】人教版选修4第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护

第四节金属的电化学腐蚀与防护)。1．下列叙述与金属的腐蚀和防护无关的是(A．海边道路的金属护栏极易生锈B．居民楼窗外装的防盗网通常涂上油漆C．很多金属制品外表会覆盖一层塑料D．金属铁被熔化，与其他金属制成合金D2．金属腐蚀。(1)定义：金属或合金与周围的______或______物质发生________________而引起损耗的现象。(2)类型：根据与金属接触的气体或液体物质的不同，腐蚀类型分为__________和____________。(3)本质：金属原子____________而被______的过程。3．化学腐蚀：金属与接触到的_________(如O2、Cl2、SO2等)或_____________(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。气体液体氧化还原反应化学腐蚀电化学腐蚀失去电子氧化干燥气体非电解质液体4．电化学腐蚀。(1)定义：________的金属与________溶液接触，会发生________反应，比较______的金属失去电子而被氧化所引起的腐蚀。(2)类型及其实质：以钢铁在______的空气中的腐蚀为例，钢铁表面会形成一薄层水膜，水膜溶解的气体不同，酸碱性就不同，据此腐蚀类型分为：①析氢腐蚀：溶有酸性气体(如CO2、SO2、H2S等)而呈较强酸性的水膜与Fe、C构成了________。总反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，负极：______________________________；正极：_____________________________。不纯电解质原电池活泼潮湿原电池Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑②吸氧腐蚀：水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量O2，发生腐蚀的总反应为：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，负极：_________________；正极：_____________________。继续转化：Fe(OH)2→________→Fe2O3·xH2O(铁锈的主要成分)。5．金属的电化学防护：让被保护金属成为________(________)，从而使该金属不被腐蚀。通常有以下两种方法：(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______，另一种较活泼的金属作____。如钢铁设备镶上镁铝合金或锌块。2Fe－4e－===2Fe2＋2H2O＋O2＋4e－===4OH－Fe(OH)3正极阴极正极负极(2)外加电流的阴极保护法：让被保护的金属作______，用惰性电极作辅助______，两种电极存在于电解质溶液中，接外加__________。如钢铁闸门的保护。6．金属的防腐蚀方法有电化学防腐蚀、________________、________、________、________、喷镀或表面钝化等。阴极阳极直流电源制成防腐的合金喷油漆涂油脂电镀化学腐蚀电化学腐蚀(主要)定义金属与接触到的干燥气体或非电解质液体等直接发生化学反应而引起的腐蚀不纯金属或合金与电解质溶液接触，发生原电池反应，较活泼的金属失去电子而被氧化所引起的腐蚀条件金属与物质直接接触水膜中溶有O2，呈极弱酸性或中性(吸氧腐蚀，主要)；或水膜酸性较强(析氢腐蚀，次要)本质金属被氧化而腐蚀发生原电池反应，较活泼的金属被氧化而腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生一、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀电化学腐蚀(主要)反应式(以钢铁为例)4Fe＋3O2===2Fe2O3负极Fe－2e－===Fe2＋正极吸氧腐蚀：2H2O＋O2＋4e－===4OH－；析氢腐蚀：2H＋＋2e－===H2↑联系①都是金属失去电子被氧化而腐蚀；②两种腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍、危害更大、腐蚀速率更快续表[例1]关于金属腐蚀的叙述中，正确的是()。点拨：金属的腐蚀都需要一定的条件。化学腐蚀是金属直接与接触物质反应，电化学腐蚀则需符合构成原电池的条件。由于常见的金属物品绝大部分不是纯金属，含有一定的杂质，且空气不可能绝对干燥，所以金属腐蚀以电化学腐蚀为主，因空气中的主要成分之一为氧气，所以又以吸氧腐蚀为主。答案：CA．金属被腐蚀的本质是：M＋nH2O===M(OH)n＋n2H2↑B．马口铁(锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀A．负极发生的反应为：Fe－3e－===Fe3＋B．正极发生的反应为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－[例2]以下有关钢铁在潮湿的空气中被腐蚀的说法中，正确的是()。C．产生稳定的电流，可供利用D．上述过程中，钢铁的化学腐蚀是主要的答案：B方法牺牲阳极的阴极保护法外加电流的阴极保护法定义利用原电池原理，让被保护的金属作正极，另一种较活泼的金属作负极让被保护的金属作阴极，用惰性电极作辅助阳极，两种电极存在于电解质溶液中，接外加直流电源原理原电池原理电解原理被保护金属作正极作阴极构成被保护金属、比被保护金属活泼的金属被保护金属、惰性电极及直流电源优缺点无需外加电源，但需要定期更换被腐蚀的金属无需更换金属，但消耗电能联系被保护的金属都因为电子的流入而免遭腐蚀二、金属的防护1．两种电化学防护方法的比较2.金属防护的常用方法根据金属的化学腐蚀及电化学腐蚀原理，可以采取以下措施保护金属：(1)除杂质：对金属做必要的精炼，以减少其中能导电的不活泼杂质。(2)及时保养：减少金属与腐蚀性气体、电解质溶液、潮湿气体的接触。(3)加保护层：如涂油脂、喷漆、镀层、表面钝化等。(4)改变内部结构：制成耐腐蚀的合金，如制不锈钢、耐酸钢等。(5)电化学防护法：如在钢铁的船体上焊接上较活泼的金属锌板。[例3]下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是()。①金属表面涂抹油漆；②改变金属内部结构；③保持金属表面清洁干燥；④金属表面进行电镀；⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜。A．①②③④C．①②④⑤B．①③④⑤D．全部点拨：金属的防护方法是根据金属被腐蚀的条件提出的，只是能破坏或隔离金属被腐蚀的条件，或者使金属的内部结构改变而产生抗腐蚀的能力，就能达到保护作用。答案：D方法指津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＞有原电池原理保护措施的腐蚀＞有电解原理保护措施的腐蚀。2．对同一种金属的腐蚀：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液；同一种电解质溶液时，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。3．活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。[例4]为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生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保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不正确的是()。A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀点拨：浓硫酸具有强吸水性，可使Ⅲ中左侧的空气保持干燥。答案：B选项aX溶液A导线连接食盐水B断开稀硫酸C直流电源，Fe接正极，Zn接负极稀硫酸D直流电源，Zn接正极，Fe接负极稀硫酸【变式训练】1．如下图，下列a与0.1mol/LX溶液的组合，能使Zn的腐蚀最快的是()。1.D解析：注意题中指出的是Zn腐蚀最快