第三單元金屬的腐蝕與防護(hù),專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化,學(xué)習(xí)目標(biāo)定位,新知導(dǎo)學(xué),達(dá)標(biāo)檢測,內(nèi)容索引,新知導(dǎo)學(xué),一、金屬的電化學(xué)腐蝕,1.金屬的腐蝕(1)概念：金屬與周圍的發(fā)生反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。其實(shí)質(zhì)是金屬原子電子變?yōu)殛栯x子，金屬發(fā)生反應(yīng)。(2)根據(jù)與金屬接觸的不同，金屬腐蝕可分為兩類：化學(xué)腐蝕：金屬與接觸到的氣體(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。腐蝕的速率隨溫度的升高而。電化學(xué)腐蝕：的金屬跟溶液接觸時(shí)，會發(fā)生反應(yīng)，比較的金屬電子而被氧化。,氣體或液體物質(zhì),氧化還原,失去,氧化,氣體或液體物質(zhì),干燥,非電解質(zhì),加快,不純,電解質(zhì),原電池,活潑,失去,2.電化學(xué)腐蝕根據(jù)鋼鐵表面水溶液薄膜的酸堿性不同，鋼鐵的電化學(xué)腐蝕分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕：,(1)析氫腐蝕：當(dāng)鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液較強(qiáng)時(shí)，腐蝕過程中有氫氣放出。負(fù)極反應(yīng)式為_；正極反應(yīng)式為_；總反應(yīng)方程式為_。,酸性,Fe2e=Fe2,2H2e=H2,Fe2H=Fe2H2,(2)吸氧腐蝕：當(dāng)鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液呈或呈并溶有一定量的氧氣時(shí)，將會發(fā)生吸氧腐蝕。負(fù)極反應(yīng)式為_；正極反應(yīng)式為_；總反應(yīng)方程式為_。鐵銹(Fe2O3xH2O)的形成：2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O。,中性,弱酸性,2Fe4e=2Fe2,2H2OO24e=4OH,2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2,(1)化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，只是電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍，危害更大。(2)析氫腐蝕和吸氧腐蝕取決于金屬表面電解質(zhì)溶液的酸堿性，實(shí)際情況中以吸氧腐蝕為主。(3)鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極都是鐵，失電子生成Fe2，而非Fe3。,例1下列關(guān)于金屬腐蝕的說法正確的是A.金屬在潮濕空氣中腐蝕的實(shí)質(zhì)是MnH2O=M(OH)nB.金屬的化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)是Mne=Mn，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑C.金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行D.在潮濕的環(huán)境中，金屬的電化學(xué)腐蝕一定是析氫腐蝕,解析金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)是金屬失去電子，在酸性較強(qiáng)的電解質(zhì)溶液中發(fā)生析氫腐蝕放出H2，而在中性或酸性較弱的電解質(zhì)溶液中發(fā)生吸氧腐蝕，析氫腐蝕和吸氧腐蝕均屬于電化學(xué)腐蝕。,答案,解析,例2下列事實(shí)與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是A.光亮的自行車鋼圈不易生銹B.黃銅(Cu、Zn合金)制的銅鑼不易生銹C.銅、鋁電線一般不連接起來作導(dǎo)線D.生鐵比熟鐵(幾乎是純鐵)容易生銹,解析B、C、D項(xiàng)均與原電池有關(guān)，能用電化學(xué)知識來解釋，故選A。,答案,解析,例3如圖裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有pH4的雨水和生鐵片。觀察到：開始導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時(shí)間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升，略高于小試管液面。以下有關(guān)解釋合理的是A.生鐵片中的碳是原電池的負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)B.雨水酸性較強(qiáng)，生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕C.墨水回升時(shí)，碳極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OHD.具支試管中溶液pH逐漸減小,答案,解析,解析生鐵片中的碳是原電池的正極，A錯(cuò)誤；雨水酸性較強(qiáng)，開始時(shí)鐵片發(fā)生析氫腐蝕，產(chǎn)生氫氣，導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時(shí)間后鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，吸收氧氣，導(dǎo)管內(nèi)液面回升，B錯(cuò)誤；墨水回升時(shí)，鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，碳極為正極，電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，C正確；鐵片無論是發(fā)生析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，具支試管中溶液pH都增大，D錯(cuò)誤。,方法點(diǎn)撥,金屬腐蝕類型的判斷方法(1)發(fā)生原電池反應(yīng)引起的腐蝕為電化學(xué)腐蝕，無原電池反應(yīng)發(fā)生的腐蝕為化學(xué)腐蝕。(2)金屬活動性順序表中氫前面的金屬，在酸性較強(qiáng)的電解質(zhì)溶液中發(fā)生析氫腐蝕，在中性或酸性較弱的電解質(zhì)溶液中發(fā)生吸氧腐蝕；金屬活動性順序在氫后面的金屬只可能發(fā)生吸氧腐蝕。,二、金屬的防護(hù)方法,1.電化學(xué)保護(hù)法(1)犧牲陽極的陰極保護(hù)法原電池原理如圖1所示，在被保護(hù)的鋼閘門上裝上若干的金屬鋅塊(比鐵活潑)，鋅塊作原電池的極；鋼閘門作原電池的極。(2)外加電流的陰極保護(hù)法電解原理如圖2所示，被保護(hù)的鋼閘門作極，與電源的極相連；惰性電極作極，與電源的極相連。,圖1,圖2,負(fù),陰,正,正,負(fù),陽,2.其他保護(hù)法(1)加涂保護(hù)層：如采用噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法，使金屬與等物質(zhì)隔離，防止金屬被氧化腐蝕。(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：如把鉻、鎳等金屬加入普通鋼里制成耐腐蝕的_。,空氣、水,不銹鋼,金屬的防護(hù),正極,陰極,例4下列關(guān)于如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置的判斷中錯(cuò)誤的是A.若X為碳棒，開關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕B.若X為鋅棒，開關(guān)K置于A或B處都可減緩鐵的腐蝕C.若X為鋅棒，開關(guān)K置于B處時(shí)，為犧牲陽極的陰極保護(hù)法D.若X為碳棒，開關(guān)K置于B處時(shí)，鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H2e=H2,答案,解析,解析若X為碳棒，開關(guān)K置于A處，鐵作電解池的陰極，屬外加電流的陰極保護(hù)法，A項(xiàng)正確；若X為碳棒，開關(guān)K置于B處，鐵作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2，D項(xiàng)不正確；若X為鋅棒，開關(guān)K置于A處，鐵作電解池的陰極，屬外加電流的陰極保護(hù)法，若X為鋅棒，開關(guān)K置于B處時(shí)，鐵作原電池的正極，屬犧牲陽極的陰極保護(hù)法，B項(xiàng)和C項(xiàng)均正確。,例5下圖所示的各容器中均盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢的順序是A.B.C.D.,解析當(dāng)電解質(zhì)溶液相同時(shí)，同一金屬被腐蝕的快慢順序是電解池的陽極原電池的負(fù)極化學(xué)腐蝕原電池的正極電解池的陰極。本題中，鐵腐蝕由快到慢的順序?yàn)椤?答案,解析,方法點(diǎn)撥,金屬腐蝕快慢的判斷方法(1)同一金屬在相同電解質(zhì)溶液中，金屬被腐蝕的快慢順序是電解池的陽極原電池的負(fù)極化學(xué)腐蝕原電池的正極電解池的陰極。(2)同一金屬在相同電解質(zhì)溶液中，電解質(zhì)濃度越大，腐蝕越快。(3)同一金屬在不同電解質(zhì)溶液中，金屬被腐蝕的快慢順序是強(qiáng)電解質(zhì)溶液弱電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液。,學(xué)習(xí)小結(jié),達(dá)標(biāo)檢測,1,2,3,4,5,6,1.下列有關(guān)金屬電化學(xué)腐蝕的說法正確的是A.銅既可以發(fā)生析氫腐蝕也可以發(fā)生吸氧腐蝕B.鐵只能發(fā)生析氫腐蝕C.銅只能發(fā)生吸氧腐蝕D.析氫腐蝕比吸氧腐蝕普遍,解析在金屬活動性順序中，銅排在氫之后，銅不能將氫氣置換出來，所以不能發(fā)生析氫腐蝕，只能發(fā)生吸氧腐蝕，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；鐵既可以發(fā)生析氫腐蝕也可以發(fā)生吸氧腐蝕，故B錯(cuò)誤；在自然界中，吸氧腐蝕比析氫腐蝕普遍，故D錯(cuò)誤。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,2.(2017杭州高二月考)銅板上鐵鉚釘?shù)奈醺g原理如圖所示。下列說法正確的是A.正極電極反應(yīng)式為2H2e=H2B.此過程中還涉及反應(yīng)4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3C.此過程中Fe、Cu均被腐蝕D.此過程中電流從Fe流向Cu,解析鐵鉚釘吸氧腐蝕的正極電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，銅作正極不被腐蝕，電子從負(fù)極通過導(dǎo)線流向正極。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,3.為探究鋼鐵的吸氧腐蝕原理設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，下列有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是A.正極的電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OHB.將石墨電極改成鎂電極，難以觀察到鐵銹生成C.若向自來水中加入少量的氯化鈉固體，可較快地看到鐵銹D.分別向鐵、石墨電極附近吹入氧氣，前者鐵銹出現(xiàn)得快,答案,解析,1,2,3,4,5,6,解析鐵是負(fù)極，失電子被氧化成Fe2，在正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成OH，正極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，A項(xiàng)正確；將氧氣吹向石墨電極的腐蝕速率比吹向鐵電極快，D項(xiàng)錯(cuò)誤；向自來水中加入少量的氯化鈉固體，可使電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力增強(qiáng)，加快腐蝕速率，C項(xiàng)正確；若將石墨電極換成鎂電極，負(fù)極為鎂，鐵被保護(hù)，難以看到鐵生銹，B項(xiàng)正確。,1,2,3,4,5,6,4.金屬腐蝕在生活和生產(chǎn)中相當(dāng)普遍。下列措施能防止金屬腐蝕的是A.將銅鋁導(dǎo)線焊接在一起使用B.將輸送自來水的鐵管表面鍍鋅C.經(jīng)常用自來水沖洗生鐵制品D.將輸油鑄鐵管道埋在潮濕、疏松的土壤中,解析日常生活中的金屬腐蝕一般是電化學(xué)腐蝕。A可形成銅鋁原電池；C中生鐵可形成原電池；D中提供了水、氧氣，完全可形成腐蝕的條件；只有B項(xiàng)是通過犧牲陽極的方法來防止金屬腐蝕。,答案,解析,解析鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕都是鐵失去電子作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式均為Fe2e=Fe2，其吸氧腐蝕的正極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，A、B正確；地下鋼管連接鎂塊，鎂比鐵活潑，作負(fù)極，鐵作正極得到保護(hù)，C正確；用外加電流的陰極保護(hù)法防止鋼鐵腐蝕時(shí)，鋼鐵連接電源的負(fù)極，D錯(cuò)誤。,1,2,3,4,5,6,5.關(guān)于鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法不正確的是A.鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式均為Fe2e=Fe2B.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OHC.地下鋼管連接鎂塊是采用犧牲陽極的陰極保護(hù)法D.用外加電流的陰極保護(hù)法防止鋼鐵腐蝕時(shí)，鋼鐵接電源的正極,答案,解析,解析金屬在中性或較弱的酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕。鋅塊應(yīng)固定在腐蝕最嚴(yán)重的C處形成原電池，鋅作負(fù)極，鐵閘作正極，得到保護(hù)。,1,2,3,4,5,6,6.右圖是實(shí)驗(yàn)室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。,答案,解析,(1)該電化學(xué)腐蝕稱為_。(2)圖中A、B、C、D四個(gè)區(qū)域，生成鐵銹最多的是_(填字母)。(3)以鋅為負(fù)極，采用犧牲陽極的陰極保護(hù)法防止鐵閘的腐蝕，圖中鋅塊的固定位置最好應(yīng)在_處(填字母)。,吸氧腐蝕,B,C,本課結(jié)束,