2019高中化学第1部分第二单元第3课时金属的腐蚀与防护讲义（含解析）苏教版.docx

金属的腐蚀与防护1从金属原子结构示意图看，金属在化学反应中表现什么性质？提示：金属最外层电子数少，易失去，发生氧化反应，表现还原性，而且金属越活泼，还原性越强。2两种金属形成原电池后，各有什么变化？提示：形成原电池后，活泼的金属作负极被氧化，较不活泼的金属作正极没有变化。3金属(除金、铂外)作电解池阴极、阳极两极金属各有什么变化？提示：除金、铂外金属作阳极，被氧化，金属作阴极没有变化。新知探究探究1金属的腐蚀及分类定义金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象本质金属原子失去电子而被氧化的过程类型化学腐蚀金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。电化学腐蚀不纯的金属或合金发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化而引起的腐蚀探究2钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较析氢腐蚀吸氧腐蚀不同点条件水膜酸性较强水膜弱酸性或中性正极反应2H2e=H2O24e2H2O=4OH电池反应Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2普遍性吸氧腐蚀更普遍相同点负极反应Fe2e=Fe2正极材料碳最终产物铁锈主要成分为Fe2O3nH2O钢铁腐蚀中发生的反应还有：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O(3n)H2O成功体验1在小珂同学的笔记中有如下记录，请帮他分析，正确的打“”，错误的打“”。(1)金属的腐蚀全都是氧化反应。()(2)金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。()(3)因为CO2普遍存在，所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主。()(4)不论吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，都是金属被腐蚀。()(5)银质奖牌久置变暗是银发生电化学腐蚀。()(6)钢铁发生析氢腐蚀时负极反应为Fe2e=Fe2，发生吸氧腐蚀时负极反应为Fe3e=Fe3。()解析：(1)金属腐蚀的本质是金属失去电子变为金属离子，故发生的为氧化反应。(2)由于与金属接触的物质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般分为化学腐蚀和电化学腐蚀。(3)虽然CO2普遍存在，但一般情况下，钢铁表面的水膜酸性很弱或呈中性且溶有一定量的O2，故钢铁腐蚀以吸氧腐蚀为主。(4)金属发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，均是金属被腐蚀，若金属为钢铁制品，则负极均为Fe2e=Fe2，故(4)正确(6)错误。(5)银质奖牌变暗是因为银发生缓慢氧化所致，属于化学腐蚀。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2(好题共享选自人教版教材P87T2)炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含有NaCl)，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。试回答：(1)铁锅的锈蚀应属于_，腐蚀的原因是_。(2)铁锅锈蚀的电极反应式为：负极_；正极_。正负极反应产物会继续发生反应，反应的离子方程式和化学方程式为_。答案：(1)吸氧腐蚀Fe、C、NaCl溶液一起组成了原电池，发生了原电池反应(2)2Fe4e=2Fe2O22H2O4e=4OHFe22OH=Fe(OH)2、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3、2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O(3n)H2O新知探究探究防止金属腐蚀的方法(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(或水膜)；改变金属内部结构。(2)金属防护的常用方法加保护层防止形成原电池。电化学防护：金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池的负极的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能让被保护的金属成为正极(阴极)，则该金属就不被腐蚀。a牺牲阳极的阴极保护法。b外加电流的阴极保护法c改变金属内部的组成结构，将金属制成合金，增强抗腐蚀能力。必记结论影响金属腐蚀的因素影响金属腐蚀的因素包括金属的本性、纯度和介质三个方面：(1)就金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。(2)介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。(3)同一金属越纯，越难腐蚀。如纯铁即使在盐酸溶液中反应也会很慢，而含杂质的生铁在潮湿的空气中也会很快生锈而被腐蚀。成功体验3下列举措不能防止或减缓钢铁腐蚀的是()A在钢铁制品表面镀一层金属锌B将钢铁制品放置在潮湿处C在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构D将钢铁制品与电源负极相连解析：选BA项，在钢铁表面镀锌，使内部金属被保护；B项，钢铁在潮湿空气中易发生吸氧腐蚀；C项，在钢铁中加入锰、铬金属，制成不锈钢，能有效防止钢铁被腐蚀；D项，电源负极能为钢铁制品输入电子，防止Fe失电子被腐蚀。关键语句小结1金属腐蚀的本质是金属被氧化为金属阳离子，分为化学腐蚀和电化学腐蚀。2钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，在中性或弱酸性环境中主要发生吸氧腐蚀，在酸性较强环境中主要发生析氢腐蚀。3钢铁发生电化学腐蚀的负极反应都是：Fe2e=Fe2，吸氧腐蚀正极反应为：O24e2H2O=4OH，析氢腐蚀正极反应为：2H2e=H2。4金属腐蚀由快到慢的顺序：电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀5金属电化学保护法分为牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。例1如图装置中，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液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是()A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：Fe2e=Fe2Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀解析：选Ba为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错。判断金属的腐蚀类型要从本质入手，化学腐蚀和电化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反应。电化学腐蚀中，只有在金属活动性顺序中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀，吸氧腐蚀比析氢腐蚀更为普遍。1下列关于金属腐蚀的说法正确的是()A金属在潮湿的空气中腐蚀的实质：MnH2O=M(OH)nn/2 H2B金属的化学腐蚀的实质：Mne=Mn，电子直接转移给还原剂C金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D在潮湿的中性环境中金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀解析：选D金属在潮湿的空气中发生的如果是吸氧腐蚀，则不生成氢气。金属发生化学腐蚀时，电子直接转移给氧化剂。金属的化学腐蚀不一定在酸性条件下进行。1.不同类型金属腐蚀快慢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防护措施的腐蚀。2同一金属，不同溶液腐蚀快慢规律强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。3同一电解质溶液中腐蚀快慢规律电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。4不同金属腐蚀快慢规律活动性不同的两金属，活动性差别越大，构成原电池时，活泼金属腐蚀越快。例2铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应方程式为4Fe3O2xH2O=2Fe2O3xH2O。如图为一放在水槽中的铁架，水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是()ABC D解析：选C处没有和电解质溶液接触，不能构成原电池，锈腐速率较慢；处已与电解质溶液接触，但处含O2较少，所以处腐蚀最快。(1)金属腐蚀的快慢与诸多因素都有关系，判断时要依据所给条件，找出最易使金属被氧化的环境(如电解质溶液、O2等)。(2)金属的防护除利用电化学原理外，还有涂油漆、喷镀等物理方法。2如下图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为()A BC D解析：选B电解池引起的腐蚀(此时这种金属作阳极)原电池引起的腐蚀(此时这种金属作负极)一般金属的腐蚀有防护措施的金属腐蚀。课堂双基落实1下列描述不正确的是()A纯锌与稀硫酸反应比粗锌的反应速率快B用稀硫酸与锌制取氢气时，加入少量硫酸铜溶液，可加快反应的速率C纯铁比生铁更难发生电化学腐蚀D钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀解析：选A粗锌、生铁以及锌与其置换出的铜，加上电解质溶液，可组成原电池，从而使反应速率加快。2在钢铁腐蚀过程中，下列六种变化可能发生的是()O2被还原产生H2Fe(OH)3失水形成Fe2O3xH2O杂质碳被氧化镀层破损后，镀锌铁板比镀锡铁板更耐腐蚀A只B只C D解析：选C钢铁腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，腐蚀发生时杂质碳作正极，发生吸氧腐蚀时O2在正极上被还原，发生析氢腐蚀时H2在正极上产生，所以正确。钢铁腐蚀生成的Fe(OH)3不稳定，易失水形成Fe2O3xH2O，所以正确。镀层破损后，由于锌的活泼性强，锌首先被腐蚀，而保护铁；锡的活泼性比铁弱，铁被腐蚀，所以正确。3关于牺牲阳极的阴极保护法的叙述正确的是()A正极就是阳极B负极就是阴极C阳极上发生氧化反应 D正极上发生氧化反应解析：选C牺牲阳极的阴极保护法就是原电池的负极(阳极)的金属发生氧化反应被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀。4缠有金属丝的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，如图所示，可以看到在贴近金属丝一边的溶液中出现粉红色。则该金属丝可能是()A镁 B铝C锌 D铜解析：选D金属丝一边溶液出现粉红色，说明金属丝附近产生OH，即正极反应式：2H2OO24e=4OH，因此金属丝的活泼性比Fe差，铜符合题目要求。5甲、乙两位同学对铁生锈进行研究。(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是_。由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于_，正极电极反应式为_。实验B所用的水要经过_处理；植物油的作用是_。实验C中碱石灰的作用是_。(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是_，该实验_(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。解析：铁内部一般含有碳，是铁发生电化学腐蚀时的两个电