最新高中化学鲁科版选修4教学案：第1章 第3节 第2课时　金属的腐蚀与防护 Word版含解析.doc

最新化学精品教学资料第2课时　金属的腐蚀与防护[课标要求]1．知道金属腐蚀的两种类型(化学腐蚀和电化学腐蚀)2．能够解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害3．知道防止金属腐蚀的常用方法1．金属腐蚀就是金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏2．电化学腐蚀根据水膜酸度不同主要有吸氧腐蚀和析氢腐蚀，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍3．吸氧腐蚀负极反应Fe－2e－===Fe2＋，正极反应O2＋2H2O＋4e－===4OH－；析氢腐蚀负极反应Fe－2e－===Fe2＋，正极反应2H＋＋2e－===H2↑4．金属防护的常用方法有覆盖保护层、牺牲阳极保护法和阴极电保护法1．金属的腐蚀(1)概念金属的腐蚀是指金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏2)实质金属腐蚀的实质是金属失电子被氧化的过程，用反应方程式表示(M代表金属元素)为M－ne－===Mn＋3)金属腐蚀的分类由于金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，其中电化学腐蚀更为普遍，危害更大2．金属的电化学腐蚀(1)概念两种金属相接触且又同时暴露在潮湿空气里或与电解质溶液接触时，由于形成原电池而发生的腐蚀。

2)实质被腐蚀的金属成为原电池的负极而被氧化3)原理(以铆有铁钉的铜板为例)①吸氧腐蚀的原理负极反应：Fe－2e－===Fe2＋，正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，电池反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2②析氢腐蚀的原理负极反应：Fe－2e－===Fe2＋，正极反应：2H＋＋2e－===H2↑电池反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑实验1：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中几分钟后，观察导管中水柱和铁钉的变化，如图1实验2：向100 mL烧杯中加入约50 mL稀醋酸后，插入两个玻璃筒(无底)；将一个无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中，如图2[问题思考]1．图1实验导管中水柱和铁钉有什么变化？产生这种现象的原因是什么？提示：导管中的水面上升，铁钉表面生锈；产生这种现象的原因是钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀电极反应，负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，由于盛铁钉的具支试管中不断消耗O2而使具支试管中压强减小，从而引起水的倒吸2．图2实验碳棒表面有什么现象？产生这种现象的原因是什么？提示：碳棒表面有气泡产生；原因是发生了析氢腐蚀，电极反应，负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑。

3．化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点和不同点是什么？提示：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1．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氧化而腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生反应式2Fe＋3Cl2===2FeCl3Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)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2．金属腐蚀快慢的判断方法(1)在同一电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序为：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>应用原电池原理防护的腐蚀>应用电解池原理防护的腐蚀2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为：强电解质溶液中的腐蚀>弱电解质溶液中的腐蚀>非电解质溶液中的腐蚀。

3)对于活动性不同的两种金属，活动性差别越大，氧化还原反应速率越快，活动性强的金属腐蚀越快4)对于同一种电解质溶液，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快(钝化除外)5)纯度越高的金属，腐蚀的速率越慢(纯金属几乎不被腐蚀)6)不纯的金属或合金，在潮湿的空气中腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率3．注意问题(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金属才有可能发生析氢腐蚀1．下列关于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．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解析：选D　金属腐蚀的本质是金属失去电子被氧化，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、水或其他腐蚀性物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，A错误；化学腐蚀指不纯金属发生化学反应而损耗的过程，不需要外加电流，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，C错误。

2．铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法不正确的是(　　)A．正极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑B．此过程中还涉及反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3C．此过程中铜并不被腐蚀D．此过程中电子从Fe移向Cu解析：选A　该图表示吸氧腐蚀，其中铁铆钉为负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，铜板做正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，当形成Fe(OH)2后，还发生反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)33．下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是(　　)A．④＞②＞①＞③　　　　B．②＞①＞③＞④C．④＞②＞③＞① D．③＞②＞④＞①解析：选A　铁在海水中的腐蚀属于电化学腐蚀，当铁与比它活泼性差的Sn相连时，Fe被腐蚀的速率增大[比①大]，与活泼性比其强的锌相连时，锌作负极，被腐蚀，铁被保护，其腐蚀的速率要比①小；④为电解装置，Fe为阳极，发生氧化反应，铁腐蚀的速率最快1．防护本质阻止金属发生化学反应，基本思路是防止金属与化学物质直接接触，防止金属做原电池的负极2．防护方法(1)加防护层：如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。

2)电化学防护法电化学防护牺牲阳极保护法阴极电保护法原理原电池原理电解原理措施被保护的金属作正极(阴极)，以一种活动性较强的金属作负极(阳极)被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连上直流电源应用如锅炉内壁、船舶外壳、铁塔、铁管道装上若干锌块，可保护钢铁设备如钢闸门、输送酸性溶液的铁管道等示意图(3)其他方法还可运用电化学方法将被保护金属接到外加电源的正极上，并使电压维持在该金属发生钝化作用的范围内使金属表面钝化，从而使内部金属得到保护1．下列防腐措施中，属于电化学保护法的是(　　)A．用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜B．在金属中加入一些铬或镍制成金属合金C．在轮船的船壳水线以下部分，装上一定数量的锌锭D．金属表面喷漆解析：选C　C项中的方法是牺牲阳极保护法，运用了原电池原理，属于电化学保护法2．相同材料的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是(　　)解析：选C　在A中，食醋提供电解质溶液环境，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；在B中，食盐水提供电解质溶液环境，炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；在C中，铜镀层将铁球覆盖使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；在D中，酸雨提供电解质溶液，易形成原电池发生电化学腐蚀。

[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是(　　)①金属的腐蚀全部是氧化还原反应　②金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，只有电化学腐蚀才是氧化还原反应　③因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化学腐蚀以析氢腐蚀为主　④无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化A．①②　　　　　　　　　 B．②③C．①④ D．①③④解析：选C　金属腐蚀的实质是M－ne－===Mn＋，金属总是被氧化，金属的腐蚀全部是氧化还原反应，①、④正确，②错误；钢铁发生的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主，③错误综上所述，C项正确2．下列事实不能用电化学原理解释的是(　　)A．轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块B．铝片不用特殊方法保护C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后反应速率增大D．镀锌铁比镀锡铁耐用解析：选B　选项A是通过构成ZnFe原电池，在船壳上加锌块作原电池的负极，从而保护正极铁不受腐蚀选项B可形成氧化膜保护铝选项C中由于发生Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的铜附在锌表面构成了原电池，从而增大了反应速率选项D中一旦金属镀层受损后，分别形成ZnFe原电池和FeSn原电池，前者Zn被腐蚀从而保护了铁，而后者Fe首先被腐蚀，所以镀锌铁比镀锡铁耐用。

3.如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液(呈酸性)，各加入生铁块，放置一段时间下列有关描述错误的是(　　)A．生铁块中的碳是原电池的正极B．红墨水柱两边的液面变为左低右高C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀解析：选B　a、b中生铁发生电化学腐蚀，碳作正极，铁作负极；a中NaCl溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，O2被消耗，试管内气体压强降低，b试管中盛装NH4Cl溶液，呈酸性，发生析氢腐蚀，产生H2，试管内气体压强增大，故红墨水柱两边的液面应左高右低4．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是(　　)A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护B．铁遇冷浓硝酸表面被钝化，可保护内部不被腐蚀C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋解析：选B　钢管与电源正极连接，钢管作阳极，被腐蚀，A错；钢管与铜管露天堆放在一起，可形成原电池，钢管作负极被腐蚀，C错；铁被腐蚀的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，D错5.如图所示，水槽中的试管内有一枚铁钉，放置数天观察。

1)铁钉逐渐生锈，铁钉的腐蚀属于________腐蚀(填“化学”或“电化学”)2)若试管内液面上升，则原溶液呈________，发生__________腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)，电极反应：负极为__________________，正极为________________________________________________________________________3)若试管内液面下降，则原溶液呈__________，发生__。