金属的腐蚀与防护高二上学期化学人教版选择性必修1

第四章化学反应与电能第三节金属的腐蚀与防护CONTENTS金属的腐蚀金属的防护1201金属的腐蚀金属的腐蚀1金属的腐蚀11.定义：指金属或合金与周围的气体或液体物质发生_______________反应而引起损耗的现象。2.本质:_______________________________________________3.分类：根据与金属或合金接触的气体或液体的不同，金属腐蚀一般分为______________和__________________两大类。氧化还原M－ne-＝Mn+化学腐蚀电化学腐蚀金属跟其表面接触到的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀

化学腐蚀电化学腐蚀条件金属或合金与氧化剂直接接触不纯金属或合金与电解质溶液接触电流

现象

本质

影响因素与氧化剂的氧化性及温度有关与电解质溶液的酸碱性及金属的活动性有关相互联系化学腐蚀与电化腐蚀的比较无电流产生有微弱电流产生金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀M－ne-＝Mn+金属的腐蚀1两者往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，腐蚀速度也快得多。(1)吸氧腐蚀：条件：钢铁在__________________环境下的腐蚀。特点：__________________________________。负极：____，电极反应式：__________________正极：____，电极反应式：_____________________总反应式：__________________________________后续反应__________________________________________________________________很弱的酸性或中性有氧气参加反应2Fe－4e-＝2Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe+2H2O+O2＝2Fe(OH)2铁碳4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3Fe(OH)3脱去一部分水变为Fe2O3·xH2O金属的腐蚀14、钢铁的电化学腐蚀钢铁的吸氧腐蚀示意图(2)析氢腐蚀：条件：钢铁在潮湿空气中形成_____环境下的腐蚀。特点：___________________________。负极：_____，电极反应式：________________正极：______，电极反应式：________________总反应式：_________________________酸性有氢气产生Fe－2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑铁碳金属的腐蚀14、钢铁的电化学腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀两者往往同时发生，__________腐蚀更普遍；而析氢腐蚀和吸氧腐蚀中，__________腐蚀更普遍。吸氧电化学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Fe－2e－===Fe2＋D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀B随堂练习12．宝鸡被誉为“青铜器之乡”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。研究青铜器(含Cu、Sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法不正确的是(

)

A．青铜器发生电化学腐蚀，图中c作负极B．潮湿环境中Cl－浓度大时有利于多孔粉状锈的生成C．若生成0.2molCu2(OH)3Cl，则消耗的O2体积为4.48LD．环境中的Cl－与正、负两极反应的产物作用生成a的离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓C随堂练习1自行车如何防生锈？自行车的车把、车辐条、钢圈和车铃防锈措施是什么？是在金属表面镀上一层耐腐蚀的金属，如自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr金属的腐蚀1涂凡士林涂机油镀锌烤漆支架和车圈也可采用铝合金、不锈钢等其他耐腐蚀的合金材料02金属的防护金属的防护2金属腐蚀的实质M-ne-=Mn+电化学腐蚀更快更普遍金属防护的依据措施切断原电池反应牺牲阳极法(原电池原理应用)如：刷漆、涂油、镀金属、烤蓝等改变金属材料组成，制成性能优异的合金①在金属表面覆盖保护层，②电化学保护③牺牲阳极法示意图e-e-形成原电池反应时，让被保护金属作______，不反应，起到保护作用；而更活泼金属作_______，参加反应受到腐蚀。这种保护法牺牲了阳极(原电池负极)，保护了阴极(原电池的正极)船体上镶嵌的锌块金属的防护2牺牲阳极法——_____________原理应用原电池正极负极【实验4-4】(1)以Fe作保护电极，Zn作辅助电极，以经过酸化的3%NaCl溶液作电解质溶液，按图连接装置。过一段时间，用胶头滴管从铁电极区域取少量溶液于试管中，再滴加2滴K3Fe(CN)6(铁氰化钾)溶液。完成下表：金属的防护2实验装置实验现象电极反应电流表指针偏转Fe电极有_______产生；试管中溶液未生成蓝色沉淀__________________Zn电极锌棒溶解变细

实验结论溶液中不含____________，铁作正极未被腐蚀【实验4-4】(1)以Fe作保护电极，Zn作辅助电极，以经过酸化的3%NaCl溶液作电解质溶液，按图连接装置。过一段时间，用胶头滴管从铁电极区域取少量溶液于试管中，再滴加2滴K3Fe(CN)6(铁氰化钾)溶液。完成下表：气泡2H++2e-＝H2↑Zn－2e-＝Zn2+Fe2+金属的防护2金属的防护2【实验4-4】(2)将1g琼脂加入250mL烧杯中，再加入50mL饱和食盐水和150mL水。搅拌、加热煮沸，使琼脂溶解。稍冷后，趁热把琼脂溶液分别倒入两个培养皿中，各滴入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均匀。取两个2～3cm的铁钉，用砂纸擦光。如图(a)所示，将裹有锌皮的铁钉放入上述的一个培养皿中；如图(b)所示，将缠有铜丝的铁钉放入另一个培养皿中。观察并解释实验现象。金属的防护2实验装置（a）

（b）实验现象_______周围变红，未见蓝色沉淀_________周围变红，_________周围生成蓝色沉淀电极反应

结论_______被腐蚀，________被保护_______被腐蚀，________被保护铁钉铜丝铁钉负极：2Zn－4e-＝2Zn2+负极：2Fe－4e-＝2Fe2+ZnFeFeCu正极:O2+2H2O+4e-＝4OH-正极:O2+2H2O+4e-＝4OH-【实验4-4】(2)金属的防护2外加电流法——__________________原理电解池外加电流法是把被保护的钢铁设备(如钢闸门)作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者均放在电解质溶液(如海水)里，外接直流电源。通电后，调整外加电压，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零，钢铁设备被迫成为阴极而受到保护。外加电流法示意图钢闸门的防腐金属的防护2外加电流法——__________________原理要求：被保护的金属作_______极，与电源的_____________极相连。应用：钢铁闸门、高压线铁架、地下管道连接直流电源的负极。电解池阴负

牺牲阳极法和外加电流法都要采用辅助阳极，将被保护的金属作为阴极。在这两种方法中，辅助阳极发生的电极反应类型是否相同？对于用作辅助阳极的金属的化学性质各有什么要求？牺牲阳极法和外加电流法采用的辅助阳极，在电极上发生的反应类型是相同的，都发生氧化反应。采用的辅助阳极在化学性质上要求是不同的，牺牲阳极法采用的辅助阳极金属材料的活动性必须比被保护的金属的活动性要强，外加电流法的辅助阳极只起导电作用，惰性电极和金属均可作辅助阳极，但最好选用惰性电极。【练习1】如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为__________________⑤④②①③⑥随堂练习2金属的防护2【总结】金属腐蚀快慢的判断1、判断金属腐蚀快慢的规律（1）对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：_________________________________________________________________________（2）对同一金属来说，在不同溶液中的腐蚀快慢：________________________________________________________________（3）活动性不同的两种金属，活动性差别__________，腐蚀越快。（4）对同一电解质溶液，浓度_________，腐蚀越快2、两种保护方法比较_____________________________________

电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液越大越大外加电流法保护效果>牺牲阳极法。随堂练习2【练习2】将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在图所示的情境中，下列有关说法正确的是（）A.阴极的电极反应式为Fe—2e—=Fe2+B.金属M的活动性比Fe的活动性弱C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快C【练习3】我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(

)

A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应B．通电时，阴极上的电极反应为

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C．断电时，锌环上的电极