(精品)第三单元金属的腐蚀与防护 (4)

单击此处编辑母版文本样式,第三单元,金属的腐蚀与防护,目标导航,1.,认识金属腐蚀的危害，能解释金属发生电化学腐蚀的原因。,2.,能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。,3.,掌握金属腐蚀的防护方法。,一、金属的腐蚀,1,概念,金属或合金与周围环境中的物质发生,而腐蚀损耗的,过程。,2,本质,金属原子,电子变为,阳,离子，金属发生,反应。,化学反应,失去,氧化,3,分类,(1),化学腐蚀：,金属与其他物质直接接触发生,反应而引起的腐蚀。,(2),电化学腐蚀：,不纯的金属或合金发生,反应，使较活泼的金属失去,电子被氧化而引起的腐蚀。,氧化还原,原电池,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,(2),钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较：,条件,水膜,.,水膜呈,或,.,电极,反应,负极,Fe,2e,=Fe,2,2Fe,4e,=2Fe,2,正极,C,2H,2e,=,H,2,O,2,4e,2H,2,O=4OH,总反应,Fe,2H,=Fe,2,H,2,2Fe,2H,2,O,O,2,=2Fe(OH),2,酸性较强,中性,酸性很弱,【,议一议,】,1,影响金属腐蚀的因素有哪些？,答案,影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。介质对金属的腐蚀的影响也很大，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。,2,铁制品在潮湿的环境中比在干燥的环境中容易生锈，为什么？,答案,铁制品中含有杂质碳，在潮湿的环境下的电解质溶液中构成原电池，加快了铁被氧化的反应速率。,3,化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点和不同点是什么？,答案,相同点都是造成金属被氧化腐蚀。不同点是化学腐蚀是金属和氧化剂直接发生氧化还原反应，无电流产生；电化学腐蚀是发生原电池反应，有电流产生。,4,判断下列腐蚀的类型,(,填,“,化学腐蚀,”,、,“,吸氧腐蚀,”,或,“,析氢腐蚀,”,),。,(1),通,Cl,2,的铁制管道被腐蚀,(,),(2),浸泡食盐水的铁钉被腐蚀,(,),(3),用铝制饭盒盛放醋酸，一段时间后，饭盒被腐蚀,(,),(4),将铁钉放在,NH,4,Cl,溶液中，铁被腐蚀,(,),答案,(1),化学腐蚀,(2),吸氧腐蚀,(3),化学腐蚀,(4),析氢腐蚀,5,写出钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀生成铁锈的原理。,答案,铁锈的形成,负极：,2Fe,4e,=2Fe,2,正极,：,O,2,4e,2H,2,O=4OH,2Fe,O,2,2H,2,O=2Fe(OH),2,4Fe(OH),2,O,2,2H,2,O=4Fe(OH),3,2Fe(OH),3,=Fe,2,O,3,x,H,2,O(,铁锈,),(3,x,)H,2,O,二、金属的防护,1,金属的电化学防护,(1),牺牲阳极的阴极保护法：,应用,原理，让被保护金属作,极，另找一种活泼性,较强的金属作,极。,如图所示：,原电池,正,负,(2),外加电流的阴极保护法：,利用,原理，把被保护的钢铁设备作为,极，用,作为,辅助阳极，在电解质溶液里，接外加,。,如图所示：,电解,阴,惰性电极,直流电源,2,改变金属的内部组织结构,制成防腐,。如不锈钢。,3,加保护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或使其钝化等。,合金,【,议一议,】,1,判断正误，正确的划,“,”,，错误的划,“,”,(1),在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质，能减缓钢铁腐蚀,(,),(2),用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等，能减缓钢铁腐蚀,(,),(3),工业上常利用一些溶液的氧化作用，在机器零件、精密仪器、枪炮等钢铁制件的表面上形成一层致密的黑色的四氧化三铁薄膜,(,),(4),把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大地增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力,(,),(5),给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相连接以防止铁被腐蚀,(,),(6),制成合金后均比纯金属耐腐蚀,(,),(7),将金属与外加直流电源的负极相连接，而将正极接到废铁上，可以防止金属被腐蚀,(,),答案,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),2,在铁的表面镀上一层其他金属是常见的防止铁生锈的方法，常见的有镀锡,(,马口铁,),和镀锌,(,白铁皮,),，为什么镀层破损后，镀锌钢板,(,白铁皮,),比镀锡钢板,(,马口铁,),耐腐蚀？,答案,镀层破损后，白铁皮形成原电池，因为锌比铁活泼，易失去电子，从而保护了铁；而马口铁破损后形成原电池时，铁比锡活泼，铁被腐蚀。所以在镀层破损后，马口铁比白铁皮更易被腐蚀。,一、腐蚀类型的判断,【,例,1,】,下列有关金属腐蚀的说法中正确的是,(,),A,金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程,B,电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程,C,钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈,D,金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生,答案,D,解析,金属腐蚀的本质，主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，所以,A,错误；电化学腐蚀指不纯金属与电解质溶液接触时发生原电池反应而损耗的过程，不需要外加电流，所以,B,错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，而不是负极吸收氧气，所以,C,错误；只有选项,D,正确。,【,归纳总结,】,化学腐蚀与电化学腐蚀的比较,类型,化学腐蚀,电化学腐蚀,条件,金属跟非金属单质直接接触,不纯金属或合金跟电解质溶液接触,现象,无电流产生,有微弱电流产生,本质,金属被氧化,较活泼金属被氧化,联系,两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍,变式训练,1,利用右图装置进行实验，开始时，,a,、,b,两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是,(,),A,a,管发生吸氧腐蚀，,b,管发生析氢腐蚀,B,一段时间后，,a,管液面高于,b,管液面,C,a,处溶液的,pH,增大，,b,处溶液的,pH,减小,D,a,、,b,两处具有相同的电极反应式：,Fe,2e,=Fe,2,答案,C,解析,根据装置图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应为,左边负极：,Fe,2e,=Fe,2,正极,：,O,2,4e,2H,2,O=4OH,右边负极：,Fe,2e,=Fe,2,正极：,2H,2e,=H,2,a,、,b,处的,pH,均增大，,C,错误。,二、金属腐蚀快慢的判断方法,【,例,2,】,一根铁丝插入煮沸过的蒸馏水中，铁丝上有三点：,A,(,水面以下,),、,B,(,水面,),、,C,(,水面以上,),。问：,(1),A,、,B,、,C,三点哪点腐蚀最快？,(2),若向蒸馏水中加入少量食盐，,B,处的腐蚀速率将如何变化？,(3),若将蒸馏水换成：,0.1,molL,1,H,2,SO,4,溶液；,1,molL,1,H,2,SO,4,溶液；,18.4,molL,1,H,2,SO,4,溶液。则,A,处腐蚀由快到慢的顺序是,_,。,解析,(1),根据题意可知：,A,在煮沸的蒸馏水内部，因缺少,O,2,，很难形成电解质溶液，几乎不腐蚀。,B,在水面处，发生了电化学腐蚀。,C,在水面以上，与,O,2,接触，发生化学腐蚀，根据同一种物质，发生电化学腐蚀与化学腐蚀的对比可知,B,处铁丝的腐蚀比,C,处的快。,(2),蒸馏水中加入少量食盐,(,强电解质,),，构成了原电池，,B,点腐蚀速率远大于以前。,(3),硫酸为稀硫酸，但是,中硫酸的浓度小于,中硫酸的浓度，铁丝在,中的腐蚀速率比,中的快，,中,18.4,molL,1,的硫酸,(98%),是浓硫酸，铁很快发生了钝化几乎不腐蚀。,答案,(1),B,点腐蚀最快,(2),B,处腐蚀的速率将加快,(3),【,方法归纳,】,判断金属腐蚀速率的方法,(1),不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗。,(2),金属的腐蚀与所接触到的电解质强弱有关。活泼金属在电解质溶液中的腐蚀比在非电解质溶液中的腐蚀速率快，在强电解质溶液中的腐蚀比在弱电解质溶液中的腐蚀速率快。,(3),一般规律,电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有原电池防护措施的腐蚀有电解池防护措施的腐蚀。,对同一种金属来说，腐蚀的快慢顺序：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。,活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀越快。,一般对同一种电解质溶液来说，在一定浓度范围内，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。,提醒：原电池的负极被腐蚀，正极被保护；电解池的阳极被腐蚀，阴极被保护。,答案,A,解析,中,Fe,作阳极，腐蚀最快。,中,Fe,作正极，被保护，腐蚀慢。,中,Fe,作负极，被腐蚀。,