1、专题1 化学反应与能量变化第三单元金属的腐蚀与防护江苏教育出版社 高中化学|选修4 江苏教育出版社 高中化学|选修4 一、金属的电化学腐蚀1金属的腐蚀及分类概念金属或合金与周围环境中的物质发生_而腐蚀损耗的现象本质金属原子失去电子而被_的过程类型化学腐蚀金属与其他物质直接接触发生_而引起的腐蚀电化学腐蚀不纯的金属或合金发生_反应，使较活泼的金属_而引起的腐蚀化学反应氧化氧化还原反应原电池失电子被氧化江苏教育出版社 高中化学|选修4 2.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀不同点条件水膜_水膜呈_正极反应_电池反应_普遍性_腐蚀更普遍相同点负极反应_正极材料碳最终产物铁锈主要成分为_酸性较强
2、弱酸性或中性2H2e=H24OHFe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2吸氧Fe2e=Fe2Fe2O3nH2O江苏教育出版社 高中化学|选修4 钢铁腐蚀中发生的反应还有：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O(3n)H2O特别提醒(1)电化学腐蚀现象比化学腐蚀现象严重得多。(2)钢铁在自然界中的腐蚀主要发生的是吸氧腐蚀。江苏教育出版社 高中化学|选修4 总结金属化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀电化学腐蚀(主要)吸氧腐蚀(主要)析氢腐蚀条件金属直接发生化学反应水膜中溶有O2，呈弱酸性或中性水膜酸性较强本质金属被氧化而腐蚀较活泼金属被
3、氧化而腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生反应式2Fe3Cl2=2FeCl3Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3xH2O)，反应为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O联系两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、危害更大江苏教育出版社 高中化学|选修4 特别提醒(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。(2)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe2，而非Fe3。(3)一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的
4、金属才有可能发生析氢腐蚀。江苏教育出版社 高中化学|选修4 练习1如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH5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：O22H2O4e=4OHD具支试管中溶液pH逐渐减小江苏教育出版社 高中化学|选修4 解析：生铁中的铁、碳及电解质溶液构成原电池，铁是负极，铁失去电子发生氧化反应，碳是正极，正极上发生还原反应。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
5、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。答案：C江苏教育出版社 高中化学|选修4 2如图所示，烧杯中试管内有一段铁丝，放置数天后观察：(1)铁丝在逐渐生锈，则铁丝的腐蚀属于_腐蚀(填“化学”或“电化学”)。(2)若试管内液面上升，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应式：负极：_，正极：_。(3)若试管内液面下降，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应式：负极：_；正极：_。江苏教育出版社 高中化学|选修4 解析：(1)由于铁丝不纯含有碳，则铁为负极，碳为正极，又存在电解质溶液，所以可形成原电池，因此铁丝的腐
6、蚀为电化学腐蚀。(2)试管内液面上升，说明此时试管内的压强减小，应为试管内的气体被消耗所致，结合电化学腐蚀的原理，铁丝发生了吸氧腐蚀。(3)试管内液面下降，说明此时试管内的压强增大，试管内应该有气体产生，结合电化学腐蚀的原理，铁丝发生了析氢腐蚀。江苏教育出版社 高中化学|选修4 二、金属的电化学防护防止金属腐蚀的方法1在金属的表面覆盖保护层(1)具体方法：如在钢铁表面 或油漆、覆盖塑料、_等。(2)目的：使钢铁与 、隔绝，以达到防止钢铁锈蚀的目的。江苏教育出版社 高中化学|选修4 2电化学防护法(1)牺牲阳极的阴极保护法原理：将被保护金属与比其 的金属连接在一起，更活泼的金属(如镁、锌等)作
7、极(极)不断被腐蚀，可定期更换，而作为 极(极)的金属就能不被腐蚀而得到保护。应用：常用于保护海轮外壳及石油管道等。江苏教育出版社 高中化学|选修4 (2)外加电流的阴极保护法原理：将被保护的钢铁设备作为 极，另一附加惰性电极作为 极，两者都处在电解质溶液(如海水)中，接上外加直流电源。通电后，电子流向被保护的钢铁设备，在钢铁表面积累了大量的负电荷，从而抑制钢铁失去电子，阻止钢铁被腐蚀。应用：用于防止土壤、海水及河水中的金属设备的腐蚀。3改变金属组成和结构如在金属中添加其他元素形成 等。江苏教育出版社 高中化学|选修4 练习1下列关于金属的保护的说法中正确的是 ()A在特殊的电解质溶液中，以铝
8、为阳极，可以在铝表面生成一层致密的氧化膜，相应的电极反应式为Al3e=Al3B在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法C生铁(铁碳合金)具有很强的耐酸能力D可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀江苏教育出版社 高中化学|选修4 解析：A中对应的电极反应式产物应该是Al2O3：2Al3H2O6e=Al2O36H，A项错误；在海轮外壳(钢铁)连接锌块，Fe与Zn块形成原电池，Zn为负极，从而保护作为正极的Fe，B项正确；生铁是合金，更易与酸发生原电池反应，C项错误；外加电流保护法应该与直流电源的负极相连，D项错误。答案：B江苏教育出版社 高中化学|选修4 2
9、如下图所示的四个装置中如下图所示的四个装置中(烧杯中均盛有海水烧杯中均盛有海水)，能使铁受到保护不，能使铁受到保护不被腐蚀的是被腐蚀的是 ()A BCD解析：从装置组成分析：属外加电流的阴极保护法，属牺牲阳极的阴极保护法。答案：D江苏教育出版社 高中化学|选修4 3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序为 ()A BC D解析：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。答案：B江苏教育出版社 高中化学|选修4 总结金属腐蚀快慢的判断方法(1)在同
10、一电解质溶液中：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)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。(3)无保护措施的金属腐蚀有一定保护措施的金属腐蚀牺牲阳极的阴极金属腐蚀有外接电源的阴极金属腐蚀。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。江苏教育出版社 高中化学|选修4 提醒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。
