金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

1、金屬的腐蝕與防護(hù),理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施,1理解金屬的電化學(xué)腐蝕，學(xué)會防止金屬腐蝕的一般方法 2結(jié)合電化學(xué)原理，探究分析影響金屬腐蝕的外界條件.,1金屬的腐蝕 金屬（或合金）與周圍環(huán)境中的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生 反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象 (1)化學(xué)腐蝕：金屬與接觸的物質(zhì)直接發(fā)生 而引起 的腐蝕 (2)電化學(xué)腐蝕：不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸發(fā)生 反應(yīng)，較活潑的金屬被氧化的腐蝕,氧化還原,化學(xué)反應(yīng),原電池,2電化學(xué)腐蝕分類 (1)析氫腐蝕 在金屬外面的水膜呈較 性時發(fā)生析氫腐蝕 以鋼鐵為例： 負(fù)極(Fe)： . 正極(C)： .,強酸,Fe2e = Fe2 2H2

2、e = H2,(2)吸氧腐蝕 在金屬外面的水膜 很弱或 或中性，溶解一定量 時發(fā)生吸氧腐蝕 以鋼鐵為例： 負(fù)極(Fe)： . 正極(C)： . 總反應(yīng)： . 氧化過程： . 脫水過程： .,酸性,呈堿性,O2,2Fe4e = 2Fe2,O22H2O4e = 4OH,2FeO22H2O = 2Fe(OH)2,4Fe(OH)2O22H2O = 4Fe(OH)3,2Fe(OH)3 = Fe2O3xH2O(3x)H2O,化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕,(1)判斷一種金屬腐蝕是否為電化學(xué)腐蝕，應(yīng)看是否符合 原電池的組成條件：活動性不同的兩個電極、電解質(zhì) 溶液、構(gòu)成閉合回路及自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng) (2)金屬發(fā)生電化

3、學(xué)腐蝕時，屬于吸氧腐蝕還是析氫腐蝕， 取決于電解質(zhì)溶液的酸性強弱,1下列敘述不正確的是 () A金屬的電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍 B鋼鐵在干燥的空氣里不易腐蝕 C用鋁質(zhì)鉚釘鉚接鐵板，鐵板易被腐蝕 D原電池外電路電子由負(fù)極流入正極,解析： A項不純的金屬在潮濕的空氣中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，所以電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍，正確，B項干燥的空氣中，不易發(fā)生原電池反應(yīng)，正確；C項鋁和鐵形成原電池，鋁作負(fù)極易被腐蝕，錯誤；D項，原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去的電子通過導(dǎo)線流向正極,答案：C,2將鐵棒與石墨棒用導(dǎo)線相連后浸入0.1 mol/L食鹽溶液中， 可能會出現(xiàn)的現(xiàn)象是 () A鐵棒附近產(chǎn)生OH B鐵棒被腐蝕

4、C石墨棒上有Cl2放出 D石墨棒上有O2放出,解析：構(gòu)成的原電池中鐵棒作負(fù)極：2Fe4e = 2Fe2，石墨棒作正極：O24e2H2O = 4OH.,答案：B,2外加電源的陰極保護(hù)法電解池原理 用被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作 ，惰性電極作 ，外接直流電源,1犧牲陽極的陰極保護(hù)法原電池原理 在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上裝上若干較活潑金屬如 ，讓被保護(hù)的金屬作原電池的 ,鋅塊,正極,陰極,陽極,3其他方法 改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如 ；加涂防護(hù)層如 、 、 等方法,不銹鋼,噴油漆,涂油脂,噴鍍,金屬腐蝕快慢的判斷方法 1電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕 有防護(hù)措施的腐蝕 2同一金屬在不同電解質(zhì)溶液中的腐蝕速

5、率 強電解質(zhì)弱電解質(zhì)非電解質(zhì) 3原電池原理引起的腐蝕速率：兩電極金屬活動性相差越 大，越易腐蝕 4對于同一電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕 越快,判斷金屬的腐蝕快慢時，首先要根據(jù)金屬接觸到的物質(zhì)判斷金屬發(fā)生腐蝕的類型，然后根據(jù)金屬腐蝕快慢的規(guī)律進(jìn)行判斷,3下列情況屬于電化學(xué)保護(hù)的是 () A輪船水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊 B鋁片不用特殊方法保存 C純鋅與稀H2SO4反應(yīng)時，滴入少量CuSO4溶液后 反應(yīng)速率加快 D鋼鐵制品涂刷油漆,解析：A項屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法，B項鋁片表面生成的氧化膜可保護(hù)鋁，C項形成原電池加速反應(yīng)進(jìn)行，D項，涂刷油漆隔絕金屬與空氣的接觸,答案：A,例1

6、(2009上海高考)右圖裝置中，U型管內(nèi) 為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨 溶液，各加入生鐵塊，放置一段時間下列有關(guān) 描述錯誤的是 (),A生鐵塊中的碳是原電池的正極 B紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋?C兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Fe2e = Fe2 Da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕,B,思路點撥,課堂筆記選 Fe與C及電解質(zhì)溶液形成原電池，F(xiàn)e是負(fù)極：Fe2e = Fe2，C是正極，在a中發(fā)生吸氧腐蝕，a中壓強減小，b中發(fā)生析氫腐蝕，b中壓強增大，紅墨水柱液面是左高右低故選B.,B,金屬的電化腐蝕中，只有在金屬活動性順序中位于氫之前的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕，而位

7、于氫之后的金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕.,例2 (2009青島模擬)下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法正確的是 () A純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗 B當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護(hù)作用 C在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法 D可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕,思路點撥解答本題要注意以下兩點： (1)化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)區(qū)別 (2)電化學(xué)保護(hù)法的原理,課堂筆記選 銀器在空氣中久置會被O2所氧化變暗，為化學(xué)腐蝕，A正確當(dāng)鍍層破損時，SnFe可形成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，不再起到保護(hù)作用，B錯誤與Zn塊形成原電池，Zn作負(fù)極(陽極)

8、，從而保護(hù)Fe正極(陰極)，所以C正確；外加電流保護(hù)法應(yīng)該與直流電源的負(fù)極相連，故D錯誤,AC,金屬的防護(hù)方法很多，其中電化學(xué)防護(hù)是指利用原電池原理和電解池原理進(jìn)行的防護(hù),探究金屬腐蝕的影響因素 金屬的腐蝕受很多條件的限制，如溶液的酸、堿性，潮濕程度，O2的濃度，溫度的高低等在高考中，常結(jié)合實驗探究題來考查學(xué)生對原電池原理的理解以及金屬腐蝕的防護(hù)方法等該類題目對考查要求較高，應(yīng)具備較強的對照比較能力和分析問題、解答問題的能力，同時還考查考生思維的嚴(yán)密性和深刻性,鐵生銹是比較常見的現(xiàn)象，某實驗小組，為研究鐵生銹的條件，設(shè)計了以下快速、易行的方法：,首先檢查制氧氣裝置的氣密性，然后按圖連接好裝置，

9、點燃酒精燈給藥品加熱，持續(xù)3分鐘左右，觀察到的實驗現(xiàn)象為：直形管中潮濕的鐵絲表面顏色變得灰暗，發(fā)生銹蝕；直形管中干燥的鐵絲表面依然光亮，沒有發(fā)生銹蝕；燒杯中潮濕的鐵絲表面依然光亮,試回答以下問題： (1)由于與金屬接觸的介質(zhì)不同，金屬腐蝕分成不同類型，本實驗中鐵生銹屬于_能表示其原理的反應(yīng)方程式為_ (2)儀器A的名稱為_，其中裝的藥品可以是_，其作用是_ (3)由實驗可知，該類鐵生銹的條件為_，決定鐵生銹 快慢的一個重要因素是_,【解析】鋼鐵在潮濕環(huán)境下形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕此實驗在直形管中的現(xiàn)象說明，潮濕是鐵生銹的前提，而沒有潮濕程度對生銹快慢的影響，直形管實驗與燒杯實驗的對比，則說明

10、O2濃度是影響生銹快慢的一個重要因素,【答案】(1)電化學(xué)腐蝕負(fù)極：2Fe4e = 2Fe2 正極：2H2OO24e = 4OH (2)球形干燥管堿石灰干燥O2 (3)與O2接觸，與水接觸氧氣濃度,1據(jù)環(huán)保部門測定，我國一些大城市的酸雨pH3.5.在 酸雨季節(jié)鐵制品極易腐蝕，則在其腐蝕中正極發(fā)生的反應(yīng)是 () AFe2e = Fe2 B2H2OO24e = 4OH C2H2e = H2 D4OH4e = 2H2OO2,解析：酸性條件下發(fā)生析氫腐蝕,答案：C,2下列方法中，不能用于進(jìn)行金屬防腐處理的是 () A油漆B鋁熱反應(yīng) C電鍍 D改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu),.,解析：鋁熱反應(yīng)常用于由活潑金屬Al制

11、不活潑金屬,答案：B,3鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕，發(fā)生的原電池反應(yīng)為 2Fe2H2OO2 = 2Fe24OH.以下說法正確的是 () A負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為Fe2e = Fe2 B正極發(fā)生的反應(yīng)為2H2OO22e = 4OH C原電池是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置 D鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕,解析：由給出的原電池反應(yīng)可知，此腐蝕為吸氧腐蝕，負(fù)極反應(yīng)為Fe2e = Fe2，正極發(fā)生的反應(yīng)為2H2OO24e = 4OH，A正確，B錯誤；原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，C錯誤；由于吸氧腐蝕與氧氣、水有關(guān)，所以鋼柱在空氣與水交界處比水下部分更容易腐蝕，D錯誤,答案：A,4為了保護(hù)地下鋼管

12、不受腐蝕，可采取的措施有() A與石墨棒相連 B與直流電源負(fù)極連接 C與直流電源正極連接 D與鋼板相連,解析：金屬保護(hù)的電化學(xué)方法：形成原電池的正極、電解池的陰極,答案：B,5如圖所示，水槽中的試管內(nèi)有一枚鐵釘， 放置數(shù)天觀察： (1)鐵釘在逐漸生銹，則鐵釘?shù)母g屬于 _腐蝕 (2)若試管內(nèi)的液面上升，則原溶液呈 _ 性，發(fā)生_腐蝕；電極反應(yīng)：負(fù)極 _，正極_ (3)若試管內(nèi)的液面下降，則原溶液呈_性，發(fā)生_腐蝕；電極反應(yīng)：負(fù)極_，正極_,解析：鐵釘?shù)母g屬于電化學(xué)腐蝕，發(fā)生腐蝕時，試管內(nèi)的液面上升，說明試管內(nèi)的壓強減小，是由試管內(nèi)的氣體被吸收所致，是鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕的結(jié)果；試管內(nèi)液面下降，說明試管內(nèi)氣體的壓強變大，試管內(nèi)產(chǎn)生了新氣體所致，是鐵釘?shù)奈鰵涓g的結(jié)果,答案： (1)電化學(xué) (2)弱酸性或中吸氧2Fe4e = 2Fe2 O22H2O4e = 4OH (3)較強的酸析氫 Fe2e = Fe22H2e = H2,6鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占 世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一,(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的電極反應(yīng)式為_. (2)為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖甲所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用_(填序號) A銅B鈉 C鋅 D石墨,(3)圖乙所示的方案也可以降低