,歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂,第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù),課程標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航1.認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害。2會(huì)解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因。3掌握金屬腐蝕的防護(hù)方法。,自主學(xué)習(xí),一、金屬的電化學(xué)腐蝕1金屬腐蝕(1)定義：金屬與周圍的_物質(zhì)發(fā)生_反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。,氣體或液體,氧化還原,(2)本質(zhì)：金屬_變成陽(yáng)離子，發(fā)生了氧化反應(yīng)，用反應(yīng)方程式表示：Mne=Mn。(3)分類化學(xué)腐蝕：金屬與接觸到的_(如O2、Cl2、SO2等)或_液體(如石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。,失去電子,干燥氣體,非電解質(zhì),電化學(xué)腐蝕：_的金屬與_溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生_反應(yīng)，而使金屬腐蝕。2電化學(xué)腐蝕鋼鐵析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較,不純,電解質(zhì),原電池,酸性,弱,中性,O2,2FeO22H2O=2Fe(OH)2,3.鋼鐵生銹原理的實(shí)驗(yàn)探究(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄匡柡褪雏}水浸泡過(guò)的鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕。(2)實(shí)驗(yàn)步驟：將經(jīng)過(guò)酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入如圖所示的具支試管中。幾分鐘后，觀察導(dǎo)管中水柱的變化。,(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：_。,導(dǎo)管中水柱上升，鐵釘表面有鐵銹生成,(4)實(shí)驗(yàn)分析：裝置中Fe、C、飽和食鹽水一起構(gòu)成了原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，碳作正極，飽和食鹽水作電解質(zhì)溶液，由于NaCl溶液呈中性，因此鋼鐵發(fā)生_腐蝕。,吸氧,二、金屬的電化學(xué)防護(hù)1金屬的防護(hù),正極,陰極,2金屬的電化學(xué)防護(hù)(1)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法理論依據(jù)：利用_原理。裝置示意圖,原電池,電極反應(yīng)式負(fù)極：_；正極：_。(2)外加電流的陰極保護(hù)法理論依據(jù)：利用_原理。,電解,Zn2e=Zn2,2H2e=H2,裝置示意圖,陰極,陽(yáng)極,自主體驗(yàn)判斷正誤1金屬的腐蝕都是金屬失去電子被氧化的過(guò)程，所以都是化學(xué)腐蝕。()2鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕的區(qū)別在于前者有H2生成，后者有O2參加。()3在入海口的鋼鐵閘門上裝一定數(shù)量的銅塊可防止閘門被腐蝕。(),4鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式為Fe3e=Fe3。()5白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破損后鐵皮的腐蝕速率減慢。()6原電池反應(yīng)是導(dǎo)致金屬腐蝕的主要原因,故不能用來(lái)減緩金屬的腐蝕。()答案：1.2.3.4.5.6.,探究導(dǎo)引1將純鐵片放入稀硫酸中發(fā)生的是析氫腐蝕嗎？提示：不是，因?yàn)闆](méi)有形成原電池，屬于化學(xué)腐蝕。,要點(diǎn)歸納,特別提醒判斷金屬的腐蝕類型要從本質(zhì)入手，化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)區(qū)別在于是否發(fā)生原電池反應(yīng)。在電化學(xué)腐蝕中，只有在金屬活動(dòng)性順序中位于氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕，而位于氫之后的金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕，吸氧腐蝕比析氫腐蝕更為普遍。,即時(shí)應(yīng)用1(2012太原高二檢測(cè))某課外活動(dòng)小組，為研究金屬的腐蝕原理，做了如下實(shí)驗(yàn)：將剪下的一塊鍍鋅鐵片，放入錐形瓶中，并滴入少量食鹽水將其浸濕，再加數(shù)滴酚酞試液,按如圖的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),過(guò)一段時(shí)間后觀察。下列現(xiàn)象不可能出現(xiàn)的是(),AB中導(dǎo)氣管中產(chǎn)生氣泡BB中導(dǎo)氣管里形成一段水柱C金屬片剪口變紅D鋅被腐蝕,解析：選A。由題意知，鋅鐵合金放入NaCl溶液中，形成了原電池，由于金屬活動(dòng)性：ZnFe，且電解質(zhì)溶液為NaCl溶液，呈中性，故發(fā)生了Zn的吸氧腐蝕，導(dǎo)致A中壓強(qiáng)減小，B中應(yīng)形成一段水柱，由于O2得電子后結(jié)合H2O形成OH，顯堿性，使酚酞變紅,故A錯(cuò)誤，B、C、D正確。,探究導(dǎo)引2結(jié)合金屬腐蝕的本質(zhì)，分析金屬防護(hù)的本質(zhì)是什么？在電化學(xué)防護(hù)中是如何做的？,提示：金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬被氧化劑氧化變成金屬陽(yáng)離子，因此金屬防護(hù)的本質(zhì)是避免金屬接觸氧化劑，或采取措施使金屬不被氧化。在電化學(xué)防護(hù)中使被保護(hù)的金屬作原電池的正極或電解池的陰極，不參與電極反應(yīng)，從而不被氧化。,要點(diǎn)歸納1金屬腐蝕快慢的判斷方法(1)在同一電解質(zhì)溶液中：電解池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)同一種金屬在相同濃度不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序?yàn)椋簭?qiáng)電解質(zhì)溶液弱電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液。,(3)有無(wú)保護(hù)措施的腐蝕快慢順序：無(wú)保護(hù)措施的金屬腐蝕有一定保護(hù)措施的金屬腐蝕犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法引起的金屬腐蝕有外加電流的陰極保護(hù)法引起的金屬腐蝕。(4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕速率越快。,特別提醒對(duì)于活動(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，氧化還原反應(yīng)的速率越快，活潑金屬腐蝕速率越快；純度越高的金屬，腐蝕速率越慢。,2金屬的防護(hù)方法(1)改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)例如：把鉻、鎳等加入普通鋼里制成的不銹鋼，就大大地增加了鋼鐵對(duì)各種侵蝕的抵抗力。,(2)在金屬表面覆蓋保護(hù)層在金屬表面覆蓋致密的保護(hù)層，從而使金屬制品跟周圍物質(zhì)隔離開來(lái)，這是一種普遍采用的防護(hù)方法。,(3)電化學(xué)保護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法將還原性較強(qiáng)的金屬作為保護(hù)極與被保護(hù)金屬相連構(gòu)成原電池，還原性較強(qiáng)的金屬將作為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)而被損耗，被保護(hù)金屬作為正極就可以避免被腐蝕。這種保護(hù)法犧牲了陽(yáng)極保護(hù)了陰極。,外加電流的陰極保護(hù)法將被保護(hù)金屬與外加直流電源的負(fù)極相連讓其成為陰極，而將外加直流電源的正極接到惰性電極上，讓其成為陽(yáng)極。,即時(shí)應(yīng)用2下列各情況下，其中鐵塊腐蝕由快到慢的順序是_。,解析：中Fe作電解池的陽(yáng)極，腐蝕速率最快，中Fe作原電池的負(fù)極，腐蝕速率較快,中Fe作原電池的正極，中Fe作電解池的陰極，受到保護(hù)。因此鐵片腐蝕由快到慢的順序是：。答案：,(2012黑河高二檢測(cè))下列試管中的鐵釘腐蝕最快的是(),【思路點(diǎn)撥】(1)原電池負(fù)極被腐蝕，電解池陽(yáng)極被腐蝕。(2)一般規(guī)律：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?！窘馕觥緼、B、C裝置主要發(fā)生了化學(xué)腐蝕，而D裝置中首先Fe把Cu置換出來(lái)，F(xiàn)eCu與H形成了原電池，加快了腐蝕速度。,【答案】D【誤區(qū)警示】D裝置中易忽略Fe置換出的少量Cu與Fe組成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)會(huì)引起腐蝕加快。,(2010高考北京卷)下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法正確的是()A鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)B鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕,C鋼管與銅管露天堆放在一起時(shí)，鋼管不易被腐蝕D鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)是Fe3e=Fe3,【解析】本題考查金屬的腐蝕和防護(hù)，意在考查學(xué)生對(duì)金屬腐蝕原理的理解和防護(hù)措施的應(yīng)用。鋼管與電源正極相連，則鋼管作陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，在表面生成一層致密的氧化膜保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕，B項(xiàng)正確；,鋼管與銅管露天堆放在一起，形成原電池時(shí)鋼管作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Fe2e=Fe2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】B,鋼鐵生銹的實(shí)驗(yàn)探究鋼鐵在潮濕環(huán)境下形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。潮濕是鐵生銹的必需前提，根據(jù)鐵(Fe)鐵銹(Fe2O3H2O)生銹條件：O2濃度是影響生銹快慢的一個(gè)重要因素。,經(jīng)典案例某研究性學(xué)習(xí)課題組為探究影響鋼鐵生銹的因素，設(shè)計(jì)了如下的方案：在四個(gè)小燒瓶中分別放入下列物質(zhì)：A瓶干燥的細(xì)鐵絲、B瓶浸過(guò)食鹽水的細(xì)鐵絲、C瓶浸過(guò)清水的細(xì)鐵絲、D瓶食鹽水及細(xì)鐵絲，并使細(xì)鐵絲完全浸沒(méi)在食鹽水中。然后裝配成如圖所示的四套裝置，每隔一段時(shí)間測(cè)量導(dǎo)管中水面上升的高度，結(jié)果如下表(表中所列數(shù)據(jù)為導(dǎo)管中水面上升的高度/cm)所示。,不同時(shí)間水面上升的高度,課題組在解題時(shí)，學(xué)校評(píng)審組組織了成果展示與答辯，假如你是課題組組長(zhǎng)，請(qǐng)回答以下的問(wèn)題：(1)導(dǎo)管中水面為什么會(huì)上升？_。,(2)上述實(shí)驗(yàn)中，細(xì)鐵絲生銹的速率由大到小的排列順序?yàn)?填小燒瓶號(hào))_。(3)影響鋼鐵生銹的因素主要有_。,(4)為防止鐵的銹蝕，工業(yè)上普遍采用的方法是_(答兩種方法),【解析】浸過(guò)清水或食鹽水的鐵絲發(fā)生吸氧腐蝕，故導(dǎo)管中液面要上升。但要發(fā)生吸氧腐蝕的原電池反應(yīng)，必須符合構(gòu)成原電池的基本條件：活潑性不同的電極互相接觸；電解質(zhì)溶液；有空氣(或O2)且盡量與細(xì)鐵絲和電解質(zhì)接觸。,為了防止鐵的銹蝕，工業(yè)上普遍采用電化學(xué)保護(hù)法，可以作原電池的正極或電解池的陰極，也可以用覆蓋保護(hù)層的方法。,【答案】(1)鐵生銹時(shí)跟空氣中的氧氣反應(yīng),消耗了氧氣而使小燒瓶中氣體壓強(qiáng)降低(2)BCAD(3)跟氧氣接觸，有水分存在，有電解質(zhì)存在，三者同時(shí)具備時(shí)鐵生銹速率最快(或從構(gòu)成原電池的條件分析)(4)電鍍等表面覆蓋保護(hù)層法、犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法等,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,