第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 1 能說出金屬腐蝕及其危害 2 能說出金屬電化學(xué)腐蝕的原因及反應(yīng)原理 3 能說出金屬防護(hù)的一般方法 特別是電化學(xué)防護(hù)的方法 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 一 金屬的電化學(xué)腐蝕1 金屬腐蝕 1 定義 金屬或合金與周圍的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象 2 實質(zhì) 金屬原子失去電子變成陽離子的過程 即金屬發(fā)生了氧化反應(yīng) 3 類型 根據(jù)與金屬接觸的介質(zhì)不同 可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕 2 化學(xué)腐蝕金屬與接觸到的干燥氣體 如O2 Cl2 SO2等 或非電解質(zhì)液體等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕 腐蝕的速率隨溫度升高而增大 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 3 電化學(xué)腐蝕 1 定義 不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時 會發(fā)生原電池反應(yīng) 比較活潑的金屬失去電子而被氧化 2 實例 在潮濕的空氣里 鋼鐵的表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜 它和鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好構(gòu)成了原電池 其中鐵是負(fù)極 碳是正極 3 析氫腐蝕和吸氧腐蝕 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 二 金屬的電化學(xué)防護(hù)1 犧牲陽極的陰極保護(hù)法應(yīng)用原電池原理 讓被保護(hù)金屬作正極 另找一種活潑性較強的金屬作負(fù)極 如圖所示 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 2 外加電流的陰極保護(hù)法利用電解池原理 把被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極 用惰性電極作為輔助陽極 在電解質(zhì)溶液里 接外加直流電源 如圖所示 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 電化學(xué)防護(hù)的實質(zhì)是什么 提示 電化學(xué)防護(hù)的實質(zhì)是把被保護(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 知識梳理 典例透析 一 二 三 一 化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的區(qū)別和聯(lián)系 知識梳理 典例透析 一 二 三 知識梳理 典例透析 一 二 三 特別提醒只有在金屬活動性順序中位于氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕 位于氫之后的金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕 知識梳理 典例透析 一 二 三 二 判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律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 原電池原理的防護(hù) 電解原理的防護(hù) 2 對同一種金屬來說 腐蝕的快慢 強電解質(zhì)溶液 弱電解質(zhì)溶液 非電解質(zhì)溶液 3 活動性不同的兩金屬 活動性差別越大 則活動性強的金屬腐蝕越快 4 對同一種電解質(zhì)溶液來說 電解質(zhì)溶液濃度越大 金屬腐蝕越快 特別提醒對于活動性不同的兩金屬 活動性差別越大 氧化還原反應(yīng)的速率越大 活潑金屬腐蝕越快 純度越高的金屬 腐蝕速率越小 知識梳理 典例透析 一 二 三 三 金屬的電化學(xué)防護(hù)1 金屬的防護(hù)方法 知識梳理 典例透析 一 二 三 2 金屬的電化學(xué)防護(hù) 1 犧牲陽極的陰極保護(hù)法 將還原性較強的金屬作為保護(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)法犧牲了陽極保護(hù)了陰極 2 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 讓其成為陽極 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 金屬的電化學(xué)腐蝕原理 例題1 銅制品上的鋁質(zhì)鉚釘 在潮濕的空氣中易腐蝕的主要原因可描述為 A 形成原電池 鋁作負(fù)極B 形成原電池 銅作負(fù)極C 形成原電池時 電流由鋁流向銅D 鋁質(zhì)鉚釘發(fā)生了化學(xué)腐蝕解析 電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕的本質(zhì)區(qū)別在于是否發(fā)生原電池反應(yīng) 鋁質(zhì)鉚釘上發(fā)生的是電化學(xué)腐蝕 鋁比銅活潑 故金屬鋁是負(fù)極 電流的流動方向與電子的流動方向恰好相反 應(yīng)是由銅流向鋁 答案 A 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 點撥主要從以下幾個方面來解決此類題目 正確地判斷出金屬腐蝕是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕 如果是電化學(xué)腐蝕 判斷出正 負(fù)極 一般活潑的金屬為負(fù)極被腐蝕 不活潑的金屬為正極被保護(hù) 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 金屬腐蝕快慢的比較 例題2 如圖 各燒杯中盛有海水 鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為 A B C D 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 解析 實質(zhì)均為原電池裝置 中Fe為正極被保護(hù) 中Fe為負(fù)極 均被腐蝕 但相對來說 Fe和Cu的金屬活動性的差別比Fe和Sn的大 故Fe Cu原電池中Fe被腐蝕得快 中因鐵不純而發(fā)生微電池反應(yīng) 答案 C 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 點撥在同一電解質(zhì)溶液中 金屬腐蝕的快慢由下列原則判斷 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 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 金屬的防護(hù) 例題3 2017全國 支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁 常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐 工作原理如圖所示 其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極 下列有關(guān)表述不正確的是 A 通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B 通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C 高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D 通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 解析 外加電流的陰極保護(hù)法 使被保護(hù)的鋼管樁上無腐蝕電流 A項正確 通電后 高硅鑄鐵為惰性陽極 鋼管樁為陰極 外電路電子從陽極流向陰極 B項正確 由于高硅鑄鐵為惰性陽極 因此應(yīng)是海水中的OH 失電子 2H2O 4e O2 4H 因此陽極材料不被損耗 C項錯誤 在外加電流的陰極保護(hù)法中 應(yīng)依據(jù)環(huán)境條件變化調(diào)整電流大小 答案 C 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 點撥金屬的防護(hù)措施有 金屬表面涂抹油漆 改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu) 保持金屬表面清潔干燥 在金屬表面進(jìn)行電鍍 在金屬表面形成致密的氧化物薄膜 犧牲陽極的陰極保護(hù)法 外加電流的陰極保護(hù)法等