1、1第四节 金属的电化学腐蚀和金属防护【课型】新授课【课时】1 课时【学习目标】1.了解金属腐蚀的种类,能解释金属发生电化学腐蚀的原因;认识金属腐蚀的危害,知道防止金属腐蚀的方法。2.通过科学探究,培养动手操作能力和根据所学知识解决实际问题的能力。3.通过了解金属发生腐蚀的原因及现代的防腐措施,感受化学对人类生产生活的影响。【学习重点】掌握几种典型化学电池的电极反应 【知识梳理】1.金属腐蚀的概念金属腐蚀是指金属与周围的气 体或液 体物质发生氧化 还原反应而引起损耗的现象。2.金属腐蚀的分类(1)化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体(如 O2、Cl 2等)或非电解质液体等直 接发生化学反应而引起的腐
2、蚀。(2)电化学腐蚀:概念: 不纯的金属与电解质溶 液接触时,会发生原电 池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀过程叫作电化学腐蚀。分类:根据腐蚀过程中电解质溶液的不同,又可分为析 氢腐蚀和吸 氧腐蚀两种。3.钢铁的析氢腐蚀(1)条件:钢铁表面的电解质溶液的薄膜呈 酸 性。(2)电极反应:负极:Fe-2e - Fe2+,发生氧化反应; 正极:2H +2e- H2,发生还原反应; 总反应:Fe+2H + Fe2+ H2。 4.钢铁的吸氧腐蚀(1)条件:钢铁表面的吸附水膜酸性很弱 或呈中 性。(2)电极反应:负极:2Fe-4e - 2F e2+,发生氧化 反应;正极:O 2+2H2O+4e-
3、 4OH-,发生还原 反应;总反应:2Fe+O 2+2H2O 2Fe(O H)2。(3)铁锈的形成:Fe(OH) 2继续与氧气反应,化学方程式:4Fe(OH) 2+2H2O+O2 4Fe(OH)3。生成的 Fe(OH)3脱去一部分水,从而生成铁锈(Fe 2O3xH2O)。5.金属的防护2(1)牺牲阳极的阴极保护法:利用原电池原理,让被保护的金属作为正极 ,用更活泼的金属作为负 极,负极金属不断遭受腐蚀被消耗,被保护的金属避免了腐蚀。(2)外加电流的阴极保护法:将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及河
4、水中金属设备的腐蚀。(3)在金属表面覆盖保护层:可以采用喷油漆 、涂油脂、电 镀、喷镀或表面钝化等方法使金属与 空气 、水 等物质隔离,以防止金属腐蚀。【课上训练】1.下列变化属于金属的化学腐蚀的是( )。A.运送浓硫酸的铝罐口生成白色固体 B.暖气片生锈C.酸雨过后从楼顶流下的雨水发黄 D.自行车车锁经雨淋后打不开2.下列关于金属腐蚀的叙述中不正确的是( )。A.金属被腐蚀的本质是 M-ne- Mn+(M 表示金属)而被氧化B.金属发生电化学腐蚀一定是在酸性环境中C.铜制品上的铝质铆钉,在潮湿的空气中易被腐蚀D.金属发生电化学腐蚀时是较活泼的金属作负极先被腐蚀3.下列现象中与电化学腐蚀无关的
5、是( )。A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B.生铁比软铁(几乎是纯铁)容易生锈C.铁质器件附着铜质配件,在接触处易生铁锈D.银质奖牌久置后表面变暗【课后作业】一、选择题1最近，科学家冶炼出了纯度高达 99.999 9的铁，根据你的推测，在下列性质中它不可能具有的是（ ）A硬度比生铁低 B在潮湿的空气中放置不易生锈C在冷的浓硫酸中可以钝化 D与 4 molL1 的盐酸反应的速率比生铁快32钢铁发生电化学腐蚀时，负极上发生的反应为（ ）A2H +2e H 2 B2H 2O+O2+4e 4OH CFe2e Fe 2+ D4OH +4e H 2O+O23为防止船体的腐蚀，通常在船壳吃水线以下
6、位置镶嵌一定数量的（ ）A铜块 B铅块 C锌块 D铁块4埋在地下的铸铁输油管道，在下列情况下，腐蚀最慢的是（ ）A在含铁元素较多的酸性土壤中 B在潮湿疏松透气的土壤中C在干燥致密不透气的土壤中 D在含碳粒较多的潮湿透气的中性土壤中5相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是（ ）6如下图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和 NaCl 溶液的 U 形管中。下列分析正确的是（ ）AK 1闭合，铁棒上发生的反应为 2H+2e- =H2BK 1闭合，石墨棒周围溶液 pH 逐渐升高CK 2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法DK 2闭合，电路中通过 0.002NA个电子时，两极共产生 0.001 m
7、ol 气体7钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe+2H 2O+O22Fe(OH) 2。以下说法正确的是（ ）A负极发生的反应为：Fe2e Fe 2+B正极发生的反应为：2H 2O+O2+2e 4OH C原电池是将电能转变为化学能的装置D钢铁在水下部分比在空气与水交界处更容易被腐蚀8下列关于实验现象的描述不正确的是（ ）A把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡4B把铁片插入硫酸铜溶液中，铁片表面附着一层紫红色的物质C把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快9下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是
8、（ ）A纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C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10下列有关说法正确的是（ ）A若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓海轮外壳的腐蚀B2NO(g)+2CO(g)N 2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的H0C加热 0.1molL1 Na2CO3溶液，CO 32 的水解程度和溶液的 pH 均增大D对于乙酸与乙醇的酯化反应（H0，加入少量浓硫酸并加热，该反应的反应速率和平衡常数均增大11镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若
9、有 0.2 mol 电子发生转移，下列说法正确的是（ ）有 5.6 g 金属被腐蚀；有 6.5 g 金属被腐蚀；在标准状况下有 2.24 L 气体放出；在标准状况下有 1.12 L 气体放出。A B C D二、填空题1电工实际操作中规定，不能把铜线和铝线拧在一起连接线路，这是因为_。2在长期的生产实践中，人类对各种金属器件的防锈问题已找到了一些比较理想的措施。例如：（1）农机具采用_的措施。（2）埋入地下的输油管道采用_的措施。（3）远洋巨轮船体采用_的措施。（4）大型水库的钢铁闸门采用_的措施。3银是一种贵金属，古代常用于制造钱币及装饰器皿，现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用。回答下列问
10、题。（1）久存的银制器皿表面会变黑，失去银白色的光泽，原因是 。（2）已知 Ksp(AgCl)=1.810-10，若向 50mL0.018molL-1的 AgNO3溶液中加入50mL0.020molL-1的盐酸，混合后溶液中的 Ag+的浓度为 molL-1，pH 为 。21 教育名师原创作品（3）AgNO 3溶液光照易分解，生成 Ag 和红棕色气体等物质，其光照分解的化学方程式为 。5（4）右图所示原电池正极的反应式为 。4铁生锈是比较常见的现象，某实验小组为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法：首先检查制氧气装置的气密性，然后按上图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续 3 分钟左右，观察到的实验现象为：直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；直形管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；烧杯中潮湿的铁丝依然光亮。试回答以下问题：（1）由于接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于_。能表示其原理的反应方程式为_。（2）仪器 A 的名称为_，其中装的药品可以是_，其作用是_。（3）由实验可知，该类铁生锈的条件为_。决定铁生锈快慢的一个重要因素是_。
