【優(yōu)化鞏固】高中化學 第四章 第四節(jié) 金屬的電化學腐蝕與防護課件 新人教選修4

第四節(jié)金屬的電化學腐蝕與防護預習全程設計名師全程導學案

例全程導航訓練全程跟蹤一、金屬腐蝕的概念和分類1．金屬腐蝕的概念是指

與周圍的

或

物質發(fā)生氧化還原反應而引起損耗的現(xiàn)象．金屬氣體液體2．金屬腐蝕常見的類型(1)分類的依據(jù)：

．(2)金屬腐蝕的種類：

、

．化學腐蝕接觸氣體或液體電化學腐蝕二、金屬的腐蝕1．化學腐蝕金屬與接觸到的干燥氣體(如O2、Cl2、SO2等)或非電解質液體等直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕．2．電化學腐蝕(1)發(fā)生電化學腐蝕的條件

、

、

，符合原電池原理．(2)電化學腐蝕的分類電化學腐蝕過程中由于

的不同，又可分為

和

兩種．電解質溶液兩種活性不同的電極閉合回路電解質溶液析氫腐蝕吸氧腐蝕(3)鋼鐵的析氫腐蝕①析氫腐蝕的條件：鋼鐵表面的電解質溶液的薄膜呈

．②電極反應：正極：

.負極：

.總反應：

.2H＋＋2e－

===H2↑酸性Fe－2e－

===Fe2＋Fe＋2H＋===Fe2＋＋

H2↑1．將鐵塊放入稀硫酸中，可看到鐵和硫酸迅速反應，并產(chǎn)生大量的氫氣，這一過程是不是析氫腐蝕？提示：這是一個化學腐蝕而不屬于電化學腐蝕．(4)鋼鐵的吸氧腐蝕①吸氧腐蝕的條件：鋼鐵表面的吸附水膜

很弱，或呈

．②電極反應：負極：

，正極：

，總反應：

.中性Fe－2e－===Fe2＋O2＋2H2O＋4e－

===4OH－酸性2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2(5)鐵銹的形成成(用化學方程程式表示)．生成的Fe(OH)3分解，從而而生成鐵銹銹(Fe2O3·nH2O)．4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)32．你認為在在硫酸廠附附近的金屬屬發(fā)生的主主要是哪一一類腐蝕？？提示：硫酸廠附近近空氣中的的二氧化硫硫的含量比比其他地方方的高，導導致金屬接接觸到的溶溶液酸性較較強，若發(fā)發(fā)生電化學學腐蝕應是是析氫腐蝕蝕．三、金屬的的防護1．電化學防防護方法(1)犧牲陽極的的陰極保護護法利用原電池池原理，讓讓被保護的的金屬為，用還原性性強的金屬屬為，負極金屬屬被消耗，，被保護的的金屬避免免腐蝕．(2)外加電流的的陰極保護護法讓被保護金金屬與外加加直流電源源的相連讓其成成為，從而得到到防護．正極負極負極陰極2．隔絕法(1)讓金屬制品品處于的環(huán)境中，，電解質溶溶液存在量量減少，金屬屬不易被腐腐蝕．(2)在金屬表面面加一層保保護層．常常見的方法法是加一層層、、、、等保護層，，效果較好的方法法還有在金金屬表面鍍鍍上一層．油漆干燥陶瓷金屬防護層層搪瓷塑料橡膠3．金屬鋁比比金屬鐵還還要活潑，，但鋁卻經(jīng)經(jīng)久耐用，，這是為什么？提示：金屬鋁在空空氣中很容容易被氧化化，但生成成的氧化物物薄膜非常常致密，可可以阻止鋁鋁進一步被被氧化.1．金屬的腐腐蝕都是金金屬失去電電子被氧化化的過程，，所以都是化學腐腐蝕()提示：錯誤．化學學腐蝕與電電化學腐蝕蝕都有化學學反應發(fā)生生，區(qū)別在在于電化學學腐蝕發(fā)生生原電池反反應，有電電流產(chǎn)生，，而化學腐腐蝕無電流流產(chǎn)生，因因此并不是是有化學反反應的腐蝕蝕都是化學學腐蝕．2．鋼鋼鐵鐵的的析析氫氫腐腐蝕蝕和和吸吸氧氧腐腐蝕蝕的的區(qū)區(qū)別別在在于于前前者者有有H2生成，，后后者者有有O2參加加()提示示：：正確確．．根根據(jù)據(jù)正正極極反反應應可可作作判判斷斷．．3．防防止止金金屬屬腐腐蝕蝕的的方方法法很很多多，，有有化化學學方方法法也也有有物物理理方方法()提示示：：正確確．．化化學學方方法法有有符符合合原原電電池池原原理理的的方方法法，，也也有有符符合合電電解解原原理理的的方方法法，，物物理理方方法法如如外外加加防防護護層層，，如如涂涂油油脂脂、、噴噴漆漆等等．．4．通常情況下下，金屬的腐腐蝕以化學腐腐蝕為主，極極少有電化學腐蝕()提示：錯誤．通常情情況，金屬的的腐蝕主要是是電化學腐蝕蝕，并主要是是吸氧腐蝕．．一、化學腐蝕蝕與電化學腐腐蝕的比較種類化學腐蝕電化學腐蝕金屬腐蝕的實質金屬原子失去電子被氧化而消耗的過程：M－ne－===Mn＋原理金屬和非電解質或其他物質接觸而直接發(fā)生氧化還原反應而引起的腐蝕不純金屬或合金在電解質溶液中發(fā)生原電池反應，使較活潑的金屬失去電子被氧化而消耗種類化學腐蝕電化學腐蝕區(qū)別金屬直接與其他物質發(fā)生化學反應而消耗不純金屬在電解質溶液中發(fā)生原電池作用腐蝕過程無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕二、鋼鐵的析析氫腐蝕和吸吸氧腐蝕的比比較析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強水膜酸性很弱或呈中性正極反應2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－負極反應Fe－2e－===Fe2＋總反應Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2[特別關注]判斷金屬的腐腐蝕類型要從從本質入手，，化學腐蝕和和電化學腐蝕蝕的本質區(qū)別別在于是否發(fā)發(fā)生原電池反反應．電化學學腐蝕中，只只有在金屬活活動性順序中中位于氫前面面的金屬才可可能發(fā)生析氫氫腐蝕，而位位于氫之后的的金屬只能發(fā)發(fā)生吸氧腐蝕蝕．三、金屬的電電化學防護電化學防護犧牲陽極的陰極保護法外加電流的陰極保護法依據(jù)原電池原理電解池原理原理形成原電池時，被保護金屬作正極(陰極)，不反應受到保護；活潑金屬作負極(陽極)，發(fā)生反應受到腐蝕．陽極要定期予以更換將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護金屬作陰極，在外加直流電源的作用下使陰極得到保護應用一些鋼鐵設備如鍋爐內(nèi)壁、船體外殼等裝上鎂合金或鋅片土壤、海水及水中的金屬設備實例示意圖[特別關注]在電化學上，，失去電子的的一極叫負極極，也叫陽極極．犧牲陽極極的電化學保保護其實是原原電池原理而而不是電解池池中的陽極．．考查點一金金屬腐蝕的化化學原理[例1](2009··上海高考)右圖裝置中，，U形管內(nèi)為紅墨墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和和氯化銨溶液液，各加入生鐵塊，放置置一段時間．．下列有關描描述錯誤的是是()A．生鐵塊中的的碳是原電池池的正極B．紅墨水柱兩兩邊的液面變變?yōu)樽蟮陀腋吒逤．兩試管中相相同的電極反反應式是：Fe－2e－―→Fe2＋D．a(chǎn)試管中發(fā)生了了吸氧腐蝕，，b試管中發(fā)生了了析氫腐蝕[答案]B[解析]Fe與C及電解質溶液液形成原電池池，F(xiàn)e是負極：Fe－2e－―→Fe2＋，C是正極，在a中發(fā)生吸氧腐腐蝕，a中壓強減小，，b中發(fā)生析氫腐腐蝕，b中壓強增大，，紅墨水柱液液面是左高右右低，故選B.1．為研究金屬屬腐蝕的條件件和速率，某某課外小組學學生用金屬絲將三根大小小相同的鐵釘釘分別固定在在圖示的三個個裝置中，再再放置于玻璃璃鐘罩里保存存一星期后，，下列對實驗驗結束時現(xiàn)象象描述不正確確的是().A．裝置置Ⅰ左側的的液面面一定定會下下降B．左側側液面面裝置置Ⅰ比裝置置Ⅱ的低C．裝置置Ⅱ中的鐵鐵釘腐腐蝕最最嚴重重D．裝置置Ⅲ中的鐵鐵釘幾幾乎沒沒被腐腐蝕解析：：裝置Ⅰ中鐵釘釘處于于鹽酸酸的蒸蒸氣中中，被被侵蝕蝕而釋釋放出出H2，使左左側液液面下下降右右側液液面上上升；；裝置置Ⅱ中鐵釘釘同樣樣處于于鹽酸酸的蒸蒸氣中中，不不同的的是懸懸掛鐵鐵的金金屬絲絲由鐵鐵絲換換成了了銅絲絲，由由于Fe比Cu活潑，，在這這種氛氛圍中中構成成的原原電池池會加加速鐵鐵釘?shù)牡那治g蝕而放放出更更多的的H2，使左左側液液面下下降更更多，，右側側液面面上升升得更更多；；裝置置Ⅲ中雖然然懸掛掛鐵釘釘?shù)倪€還是銅銅絲，，但由由于濃濃硫酸酸有吸吸水性性而無無揮發(fā)發(fā)性，，使鐵鐵釘處處于一一種較較為干干燥的的空氣氣中，，因而而在短短時間間內(nèi)幾幾乎沒沒有被被侵蝕蝕．答案：：B考查點點二金金屬屬腐蝕蝕的防防護[例2](2010·北京高高考)下列有有關鋼鋼鐵腐腐蝕與與防護護的說說法正正確的的是()A．鋼管管與電電源正正極連連接，，鋼管管可被被保護護B．鐵遇遇冷濃濃硝酸酸表現(xiàn)現(xiàn)鈍化化，可可保護護內(nèi)部部不被被腐蝕蝕C．鋼管管與銅銅管露露天堆堆放在在一起起時，，鋼管管不易易被腐腐蝕D．鋼鐵鐵發(fā)生生析氫氫腐蝕蝕時，，負極極反應應是Fe－3e－===Fe3＋[解析]本題考考查金金屬的的腐蝕蝕和防防護，，意在在考查查考生生對金金屬腐腐蝕原原理的的理解解和防防護措措施的的應用用．鋼鋼管與與電源源正極極相連連，則則鋼管管作陽陽極，，發(fā)生生氧化化反應應而被被腐蝕蝕，A項錯錯誤誤；；鐵鐵遇遇冷冷濃濃硝硝酸酸表表面面鈍鈍化化，，在在表表面面生生成成一一層層致致密密的的氧氧化化膜膜保保護護內(nèi)內(nèi)部部不不被被腐腐蝕蝕，，B項正正確確；；鋼鋼管管與與銅銅管管露露天天堆堆放放在在一一起起，，形形成成原原電電池池時時鋼鋼管管作作負負極極，，發(fā)發(fā)生生氧氧化化反反應應而而被被腐腐蝕蝕，，C項錯錯誤誤；；鋼鋼鐵鐵發(fā)發(fā)生生析析氫氫腐腐蝕蝕時時，，負負極極反反應應為為：：Fe－2e－===Fe2＋，D項錯錯誤誤．．[答案案]B[關鍵鍵一一點點]金屬屬防防護護的的基基本本思思路路是是防防止止金金屬屬與與化化學學物物質質直直接接接接觸觸，，防防止止金金屬屬形形成成原原電電池池反反應應．．犧犧牲牲陽陽極極的的陰陰極極保保護護法法和和外外加加電電流流的的