金属的电化学腐蚀与防护

1、1.了解金属腐蚀及其危害。 2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。 3.了解金属防护的方法，特别是电化学防护的方法。,一、金属的电化学腐蚀 (1)什么是金属的腐蚀？它有哪些类型？ (2)什么是电化学腐蚀？电化学腐蚀又有哪些类型？ 1.金属的腐蚀 (1)概念。 金属腐蚀是指金属与周围的气体或液体物质发生_反应 而引起损耗的现象。,氧化还原,(2)本质。 金属腐蚀的本质是金属失去电子变成阳离子，发生_。 (3)分类。 化学腐蚀 金属直接发生化学反应而引起的腐蚀，条件是接触到a.干燥气 体，如_、_、_等，b.非电解质液体，如_。 电化学腐蚀 不纯的金属发生_反应而引起的腐蚀，条件是接触到_ _。

2、,氧化反应,氧气,氯气,二氧化硫,石油,原电池,电,解质溶液,2.电化学腐蚀 (1)析氢腐蚀。 形成条件：金属表面水膜_较强。 电极反应： 负极：_ 正极：_ 总反应式：_,酸性,Fe-2e-=Fe2+,2H+2e-=H2,Fe+2H+=H2+Fe2+,(2)吸氧腐蚀。 形成条件：水膜酸性较弱或呈中性。 电极反应： 负极：_ 正极：_ 总反应式：_， _， _,Fe-2e-=Fe2+,2H2O+O2+4e-=4OH-,2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O,二、金属的电化学防护 怎样用

3、电化学原理防止金属的腐蚀？ (将钢闸门与金属的防护类型连线),电解池,原电池,元贝驾考 元贝驾考2016科目一 科目四驾考宝典网 驾考宝典2016科目一 科目四,1.金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程。( ) 分析:金属失去电子是被氧化。 2.电化学腐蚀比化学腐蚀普遍，吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普 遍。( ) 分析:金属的化学腐蚀和电化学腐蚀同时存在，但电化学腐蚀 更普遍；吸氧腐蚀和析氢腐蚀与电解质溶液的酸性有关，但酸 性较强的环境不多，所以吸氧腐蚀更普遍。,3. 吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应式均为Fe3e-=Fe3。 ( ) 分析:铁的电化学腐蚀过程中，Fe只能被氧化成Fe2+。 4.(2012

4、广东高考)自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致。 ( ) 分析:铁与碳、潮湿空气组成原电池，铁发生电化学腐蚀。 5.(2012江苏高考)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前 更容易生锈。( ) 分析:铁比铜活泼，组成的原电池中铁为负极，更易被氧化。,一、金属的化学腐蚀和电化学腐蚀的联系和区别,【拓展延伸】判断金属腐蚀快慢的规律 1.电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀有防护措施的腐蚀。 2.活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。 3.对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。,【特别提醒】铁锈的形成过程 铁发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀时负极反应式均是Fe-2e-=Fe2，

5、 继而发生反应Fe2+2OH=Fe(OH)2，4Fe(OH)22H2OO2 =4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O。且铁锈 结构疏松，更容易吸收空气中的水分使铁表面潮解，使得铁更 容易被腐蚀。,【典例1】(2012银川高二检测)如图 装置中，小试管内为红墨水，具支试管 内盛有pH=5的雨水和生铁片。观察到开 始时导管内液面下降，一段时间后导管 内液面回升，略高于小试管液面。以下 有关解释合理的是( ) A.生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应 B.雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀 C.红墨水回升时，碳极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH- D.具支试管

6、中溶液pH逐渐减小,【思路点拨】解答该题要注意以下三点： (1)生铁与其中的碳及电解质溶液构成原电池； (2)开始酸性较强发生析氢腐蚀； (3)导管内液面回升说明发生吸氧腐蚀。,【解析】选C。生铁与其中的碳及电解质溶液构成原电池，负极是铁，铁失去电子发生氧化反应，碳是正极，正极发生还原反应：开始时，因酸性较强发生析氢腐蚀，一段时间后导管内液面回升且略高于小试管液面，说明具支试管中气体压强减小，即此时发生吸氧腐蚀，反应式是2H2OO24e=4OH，故溶液的pH增大，A、B、D错误；C正确。,【延伸探究】(1)开始导管内液面下降时正极反应式如何书写？ 提示：开始时，因酸性较强发生析氢腐蚀，正极反应

7、式是 2H2e=H2。 (2)若具支试管内盛有氯化钠溶液和生铁片，观察到怎样的现象？ 提示：因氯化钠溶液显中性，故此时发生吸氧腐蚀，具支试管中因消耗氧气，导致气体压强减小，导管内液面上升。,【变式训练】钢铁在中性条件下发生电化学腐蚀时，正极的电极反应式为( ) A.Fe2e=Fe2 B.2H2e=H2 C.2H2OO24e=4OH D.Fe3e=Fe3 【解析】选C。钢铁在中性条件下发生吸氧腐蚀，正极反应式是2H2OO24e=4OH。,二、金属的电化学防护 1.金属防护的原理,2.金属的电化学防护 (1)牺牲阳极的阴极保护法。 原理：应用原电池原理； 要求：被保护金属作正极，另一活泼性较强的金

8、属作负极； 实例：,(2)外加电流的阴极保护法。 原理：应用电解池原理； 要求：将被保护金属与电源的负极相连，作电解池的阴极，在外加直流电的前提下使阴极得到保护。 实例：,【特别提醒】金属被保护的效果 电解池的阴极原电池的正极一般防护措施无保护措施。,【典例2】(2012天津高二检测)结合下图判断，下列叙述正确的是( ) A.是验证牺牲阳极的阴极保护法的实验装置 B.和中负极反应式均是Fe2e=Fe2 C.和中正极反应式均是O22H2O4e=4OH D.和中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀,【思路点拨】解答该题要注意以下三点： (1)金属的活泼性：ZnFeCu； (2)较不活泼

9、的金属作原电池的正极且被保护； (3)K3Fe(CN)6溶液遇Fe2产生蓝色沉淀。,【解析】选A。金属的活泼性：ZnFeCu，故中锌作负极，铁作正极，电解质溶液呈中性，锌发生吸氧腐蚀，铁被保护，负极反应式是Zn2e=Zn2，属于牺牲阳极的阴极保护法，A正确；中铁作负极，电解质溶液呈酸性，铁发生析氢腐蚀，负极反应式为Fe2e=Fe2，正极反应式为2H2e=H2，因为中铁被保护，溶液中无Fe2，故加入少量K3Fe(CN)6溶液，无蓝色沉淀产生，B、C、D错误。,【延伸探究】若把装置设计成外加电流的阴极保护法保护铁。 (1)则铁应接外接电源的什么极？ (2)此装置中铁与I装置中铁相比，哪个保护效果更

10、好？ 提示：(1)应接电源的负极；(2)外加电流的阴极保护法保护铁效果更好。,1.(2012济宁高二检测)钢铁在潮湿的空气中往往因电化学 过程而被腐蚀，下列反应式在钢铁的吸氧腐蚀过程中不存在 的是( ) A.Fe2e=Fe2 B.2H2OO24e=4OH C.2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2 D.Fe3e=Fe3,【解析】选D。钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应式为Fe2e =Fe2，不会生成Fe3，正极反应式为2H2OO24e= 4OH，总反应式为2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2，故选D。,4.(2012嘉兴高二检测)下列关于金属腐蚀与防护的说法正确的是( ) A.金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，只有电化学腐蚀才是氧化还原反应 B.铝制品的耐腐蚀性强，说明铝的化学性质不活泼 C.将海水中钢铁闸门与电源的负极相连，可防止闸门被腐蚀 D.钢铁锈蚀时，铁原子失去电子成为Fe3，而后生