新版本-高三-化学-新学期教案-10第十讲金属腐蚀与防护

1、第十讲金属的腐蚀与防护【教学目标】1. 通过化学能与电能的相互转化，认识常见的能量转化形式及其重要应用。2. 理解原电池和电解池的工作原理并正确书写电极反应和总反应方程式。3. 了解原电池和电解池在实际中的应用。4. 能解释金属发生电化学腐蚀的原因。5. 了解金属腐蚀的危害和金属的防护措施。【知识梳理】知识点一基本概念1. 金属腐蚀：指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程2 金属腐蚀后的特征：在外形、色泽以及机械性能等方面都发生一定的变化3 本质：金属本身电子变成离子的过程（发生反应）知识点二金属腐蚀的类型及区别1. 化学腐蚀金属跟接触到的物质（如SO 2 、 Cl

2、2 、 O2 等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。2. 电化学腐蚀不纯金属跟电解质溶液接触时，发生氧化还原反应，比较活泼的金属失去电子被氧化。3. 化学腐蚀与电化学腐蚀的区别化学腐蚀电化学腐蚀共同点不同点4. 腐蚀的快慢速度由电解原理引起的腐蚀由原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀由原电池原理保护的腐蚀由电解原理保护的腐蚀15. 电化学腐蚀 (以钢铁为例 )（1 ）析氢腐蚀(溶液 )负极 :正极 :总反应式：（2 ）吸氧腐蚀(溶液 )负极 :正极 :总反应式：离子方程式：知识点三金属的防护1. 影响金属腐蚀快慢的因素本性： 介质：2. 金属的防护改变金属的内部结构（钢不锈钢，在钢中加入镍和铬）覆盖保护膜

3、（涂油漆，电镀，钝化等）电化学保护A外加电流阴极保护法将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为极，在的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。B 牺牲阳极阴极保护法形成反应时，让被保护金属做极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。牺牲阳极的阴极保护法示意图2【小结】化学腐蚀（次要）电化学腐蚀（主要）条件金属跟氧化剂直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流本质金属被氧化的过程较活泼的金属被氧化的过程相互关系化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生典型例题1.(2014朝阳一模8) 综合下图判断，下列叙述不正确的是A.

4、、的反应原理均是 Zn + Cu 2+ = Zn 2+ + CuB. 、中均有电子转移，均是把化学能转化为电能利用C. 随着反应的进行，、中CuSO 4 溶液颜色均渐渐变浅D.取 a 中溶液，加足量Ba(NO 3 )2 溶液，过滤后向滤液中加AgNO 3 溶液，有沉淀产生2.(2014海淀一模9) 如图所示的钢铁腐蚀中，下列说法正确的是A碳表面发生氧化反应B 钢铁被腐蚀的最终产物为FeOC生活中钢铁制品的腐蚀以图所示为主D 图中，正极反应式为O 2 + 4e - + 2H 2 O = 4OH-33. （ 2013 上海化学）糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢

5、铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是A. 脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期B. 脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为：Fe- 3e Fe3+C. 脱氧过程中碳做原电池负极，电极反应为：2H 2 O+O 2 +4e 4OH -D. 含有 1.12g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336mL（标准状况）4. （ 14 东城二模）右图是研究铁钉腐蚀的装置图，下列说法不正确的是A. 铁钉在两处的腐蚀速率：a bB. a 、 b 两处铁钉中碳均正极abC. a 、 b 两处铁钉中的铁均失电子被氧化饱和食盐水0.01mol/LH 2SO4D. a 、 b 两处的正极反应式均为 O 2 + 4

6、e- + 4H+ = 2H 2 O铁钉5. 下列说法不正确的是A将钢铁管道接电源负极，可防止管道腐蚀B 将镁块与钢铁输水管相连，可防止钢铁腐蚀C为防止铁船生锈应给铁船表面镶锌块D 用电解法精炼粗铜时，纯铜作阳极6. 下列有关金属的腐蚀与防护的说法中，不正确的是A温度越高，金属腐蚀速率越快B 在铁管外壁上镀锌可防止其被腐蚀C金属被腐蚀的本质是金属发生了氧化反应D 将钢闸门与直流电源的正极相连可防止其被腐蚀47.(2012山东 )下列与金属腐蚀有关的说法正确的是NM碳棒ZnMnO2FeCuZnPtZnZn合金Cu海水稀盐酸稀盐酸NH4Cl 糊状物图 a图 b图 c图 dA图 a 中，插入海水中的铁

7、棒，越靠近底端腐蚀越严重B 图 b 中，开关由 M 改置于 N 时， Cu-Zn合金的腐蚀速率减小C图 c 中，接通开关时Zn 腐蚀速率增大， Zn 上放出气体的速率也增大D 图 d 中， Zn-MnO 2干电池自放电腐蚀主要是由MnO 2 的氧化作用引起的8. 模拟铁的电化学防护的实验装置如右图所示，下列说法不正确 的是A. 若 X 为碳棒，开关K 置于 A 处可减缓铁的腐蚀AB. 若 X 为碳棒，开关K 置于 A 处时，铁电极上发生的反应为KFeXB2H +2e - =H 2 C. 若 X 为锌棒，开关K 置于 B 处时，铁电极上发生的反应为食盐水2H +2e =H 2 D. 若 X 为锌

8、棒，开关 K 置于 A 或 B 处均可减缓铁的腐蚀【巩固练习】1 （ 14 西城期末5 ）下列有关钢铁腐蚀与防护的说法不正确的是A 生铁比纯铁容易生锈B 钢铁的腐蚀生成疏松氧化膜，不能保护内层金属C 钢铁发生吸氧腐蚀时，正极反应式为：O2 2H 2 O 4e = 4OH D 为保护地下钢管不受腐蚀，可使其与直流电源正极相连52 （ 14 西城期末14 ）向 AgCl 浊液中滴加氨水后可得到澄清溶液，继续滴加浓硝酸后又有沉淀生成。经查资料得知：Ag + + 2NH 3 H2 OAg(NH 3 )2 + + 2H 2 O 。下列分析不正确的是A 浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl (s)Ag +(a

9、q) Cl (aq)B 实验可以证明NH 3 结合 Ag + 能力比 Cl 强C 实验表明实验室可用氨水洗涤银镜反应后的试管D 由资料信息可推知：加浓硝酸后生成的沉淀为AgCl3 （ 15 年海淀期末4 ）下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是A 钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀B 电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀C 金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程D 铝具有很强的抗腐蚀能力，是因为其不易与氧气发生反应4. （ 15 年朝阳期末 5 ）右侧图片显示的是生锈的铁桥，有关钢铁生锈说法不正确的是A铁桥生锈是电化学腐蚀B 建在海边的铁桥更易生锈C钢铁生锈的负极反应是：Fe-3e -

10、 =Fe 3+D 吸氧腐蚀的正极反应是：O 2 +4e - +2H 2 O=4OH -65. （ 2013 朝阳期末）下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是图 1图 2图 3图 4A图 1 中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B 图 2 中，滴加少量K 3 Fe(CN) 6 溶液，没有蓝色沉淀出现C图 3 中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D 图 4 中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极【拓展提升】1. （ 2015 海淀一模）下列有关钢铁腐蚀和防护的说法不正确的是A自行车的钢圈上镀一层铬，防止生锈B 外加直流电源保护钢闸门时，钢闸门

11、与电源的负极相连C钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应：2H2 OO 2 4e = 4OH -D 钢铁发生析氢腐蚀的负极反应：Fe3e = Fe 3+2 （ 2014西城二模）下列叙述不正确的是A金属腐蚀的本质是金属原子失去电子而被氧化B 将地下钢管与直流电源的正极相连，用来保护钢管C电解饱和食盐水制氢氧化钠，可以用铁做阴极D 氢氧燃料电池中，氢气在负极发生氧化反应73. （ 2015 顺义一模 12 ）某同学利用下图所示装置探究金属的腐蚀与防护条件。下列说法不合理 的是A区 Cu 电极上产生气泡， Fe 电极附近滴加 K 3 Fe(CN)6 后出现蓝色， Fe 被腐蚀B 区 Cu 电极附近滴加酚酞后变

12、成红色，Fe 电极附近滴加K3 Fe(CN) 6 出现蓝色，Fe 被腐蚀C区 Zn 电极反应式为Zn 2e =Zn 2+ ， Fe 电极附近滴加K 3 Fe(CN) 6 未出现蓝色，Fe 被保护D 区 Zn 电极反应式为2H + + 2e =H 2 ，Fe 电极附近滴加K 3 Fe(CN) 6 出现蓝色 , Fe被腐蚀4.(2014朝阳一模8) 综合下图判断，下列叙述不正确的是A. 、的反应原理均是 Zn + Cu 2+ = Zn 2+ + CuB. 、中均有电子转移，均是把化学能转化为电能利用C. 随着反应的进行，、中CuSO 4 溶液颜色均渐渐变浅D.取 a 中溶液，加足量Ba(NO 3

13、)2 溶液，过滤后向滤液中加AgNO 3 溶液，有沉淀产生85.(2014海淀一模9) 如图所示的钢铁腐蚀中，下列说法正确的是A碳表面发生氧化反应B 钢铁被腐蚀的最终产物为FeOC生活中钢铁制品的腐蚀以图所示为主D 图中，正极反应式为O 2 + 4e - + 2H 2 O = 4OH-6. （ 2014 东城二模 9 ）右图是研究铁钉腐蚀的装置图，下列说法不正确的是A. 铁钉在两处的腐蚀速率： a babB. a 、 b 两处铁钉中碳均正极C. a 、 b 两处铁钉中的铁均失电子被氧化饱和食盐水0.01mol/LH 2SO4D. a 、 b 两处的正极反应式均为 O 2 +4e - +4H +

14、铁钉= 2H 2 O7. （ 2014 朝阳二模 10 ）铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，示意图如下。下列说法不正确的是A因铁的金属性比铜强，所以铁铆钉被氧化而腐蚀B 若水膜中溶解了SO 2 ，则铁铆钉腐蚀的速率变小C铜极上的反应是2H + + 2e - = H 2 ， O 2 + 4e - + 4H + = 2H 2 OD. 在金属表面涂一层油脂，能防止铁铆钉被腐蚀98. 一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH 的关系如下：pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe 2+Fe3 O4Fe2 O 3FeO 2-下列说法不正确的是（）A 在 pH

15、4 溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀B 在 pH 6 溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀C 在 pH 14 溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2 4H + 4e 2H 2 OD 在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓9. （ 2015 房山一模 8 ） 下列装置中，铁不易被腐蚀的是ABCD10 （ 2015丰台二模）关于下列各装置图的叙述中，不正确的是A中总反应为Zn + CuSO4Cu + ZnSO4B 中 正 极 反应为2H 2 O+ O 2 + 4e4OHC中负极反应为Zn + 2OH - 2e Zn(OH) 2D 中向 Fe 电极区滴入 2 滴铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀1011. 将 NaCl

16、 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a) 已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环 (b) ，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是A液滴中的 Cl 由 a区向 b 区迁移B 液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O 2 2H 2 O 4e 4OH C液滴下的 Fe 因发生还原反应而被腐蚀，生成的 Fe2 由 a 区向 b 区迁移，与 b 区的 OH 形成 Fe(OH) 2 ，进一步氧化、脱水形成铁锈D 若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl 溶液，则负极发生的电极反应为： Cu 2e Cu 2 1112 （

17、2015年海淀期末16 ）电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。图 1图 2（1 ）图 1 中，为了减缓海水对钢闸门A 的腐蚀，材料B 可以选择（填字母序号）。 a.碳棒b. 锌板c. 铜板用电化学原理解释材料B 需定期拆换的原因。（2 ）图 2 中，钢闸门C 做极。用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D 为石墨块，则D 上的电极反应式为，检测该电极反应产物的方法是。直流电源EFMNCl-H+Mg(OH) 2ClO-Cl 2乙二醛溶液质子乙二酸溶液浓盐酸交换膜镁合金铂合金ClO -、H2 O图 3图 4（3 ）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3 为“镁次氯