第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解金屬腐蝕及其危害。2.了解金屬電化學(xué)腐蝕的原因及反應(yīng)原理。3.了解金屬防護(hù)的一般方法，特別是電化學(xué)防護(hù)的方法。課前自主學(xué)案自主學(xué)習(xí)一、金屬的電化學(xué)腐蝕1．金屬腐蝕(1)概念：金屬與周圍的____________物質(zhì)發(fā)生__________反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。(2)分類：一般有______腐蝕和_________腐蝕兩種。氣體或液體氧化還原化學(xué)電化學(xué)2．化學(xué)腐蝕(1)定義：金屬跟接觸到的______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。(2)特點(diǎn)：腐蝕的速度隨溫度升高而_______。3．電化學(xué)腐蝕(1)定義：不純的金屬跟________溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生_________反應(yīng)，比較活潑的金屬_______電子而被氧化。(2)特點(diǎn)：腐蝕過程中有電流產(chǎn)生。干燥非電解質(zhì)加快電解質(zhì)原電池失去二、鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕1．析氫腐蝕金屬表面的電解質(zhì)溶液______較強(qiáng)，腐蝕過程中有H2放出。負(fù)極反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋；正極反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑；總反應(yīng)：_________________________。酸性Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2．吸氧腐蝕(1)鋼鐵表面吸附的水膜___________或呈______時(shí)，氧氣參加電極反應(yīng)，發(fā)生吸氧腐蝕。電極反應(yīng)如下：負(fù)極：____________________；正極：________________________；總反應(yīng)：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2。(2)生成的Fe(OH)2繼續(xù)與空氣中的O2作用，生成Fe(OH)3，反應(yīng)如下：___________________________________。酸性很弱中性2Fe－4e－===2Fe2＋2H2O＋O2＋4e－===4OH－4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(3)生成的Fe(OH)3脫去一部分水生成Fe2O3·xH2O，即2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O。思考感悟1．(1)純鐵片放入稀硫酸中發(fā)生的是析氫腐蝕嗎？(2)你認(rèn)為在硫酸廠附近的金屬發(fā)生的主要是哪一類腐蝕？【提示】

(1)不是析氫腐蝕而是化學(xué)腐蝕，因?yàn)闆]有形成原電池。(2)硫酸廠附近空氣中的二氧化硫的含量比其他地方的高，導(dǎo)致金屬接觸到的溶液酸性較強(qiáng)，若發(fā)生電化學(xué)腐蝕應(yīng)是析氫腐蝕。三、金屬的電化學(xué)防護(hù)1．犧牲陽極的陰極保護(hù)法(1)應(yīng)用________原理，讓被保護(hù)金屬作_____，另找一種活潑性較強(qiáng)的金屬作________。(2)如在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上(如船舶的外殼)裝上若干鋅塊，鋅比鐵活潑，作為原電池的______，不斷遭受腐蝕，定期予以拆換；作為_________的鋼鐵設(shè)備就被保護(hù)了下來。原電池正極負(fù)極負(fù)極正極2．外加電流的陰極保護(hù)法利用_______原理，把被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為____極，用惰性電極作為輔助____極。在電解質(zhì)溶液里，接外加直流電源。通電后，大量電子被強(qiáng)制流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備，從而起到保護(hù)作用。電解陰陽思考感悟2．(1)金屬鋁比金屬鐵還要活潑，但鋁卻經(jīng)久耐用，這是為什么？(2)電化學(xué)防護(hù)的實(shí)質(zhì)是什么？【提示】

(1)金屬鋁在空氣中很容易被氧化，但生成的氧化物薄膜非常致密，可以阻止鋁進(jìn)一步被氧化。(2)電化學(xué)防護(hù)的實(shí)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。自主休驗(yàn)1．有關(guān)金屬腐蝕的論述，正確的是(

)A．金屬的腐蝕一定伴有電流產(chǎn)生B．Fe在干燥的氯氣里比在潮濕的空氣里更易被腐蝕C．發(fā)生化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿母g時(shí)較活潑的金屬總是作正極而被腐蝕D．發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)都有能量的轉(zhuǎn)變，且被腐蝕的金屬總是失電子解析：選D。金屬的腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，化學(xué)腐蝕是金屬直接與氧化劑反應(yīng)，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑，無電流產(chǎn)生；而電化學(xué)腐蝕是最普遍的金屬腐蝕，其原理與原電池原理一致。解析：選B。鍍鋅的鐵(白口鐵)構(gòu)成原電池時(shí)鋅為負(fù)極，鐵為正極，鐵被保護(hù)；鍍錫的鐵(馬口鐵)構(gòu)成原電池鐵作負(fù)極，錫作正極，鐵失電子加速了鐵的腐蝕。3．(2011年河北廊坊高二檢測)下列各種方法中：①金屬表面涂抹油漆②改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)③保持金屬表面清潔干燥④在金屬表面進(jìn)行電鍍⑤使金屬表面形成致密的氧化物薄膜。能對(duì)金屬腐蝕起到防止或減緩作用的措施是(

)A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤ D．全部解析：選D。題目中各措施都符合金屬腐蝕防護(hù)的基本思路。課堂互動(dòng)講練化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕比較(2011年湖北武漢調(diào)研)下列有關(guān)金屬腐蝕的說法中正確的是(

)A．金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質(zhì)溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程B．電化學(xué)腐蝕指在外加電流的作用下不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程C．鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，負(fù)極吸收氧氣，產(chǎn)物最終轉(zhuǎn)化為鐵銹D．金屬的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕本質(zhì)相同，但電化學(xué)腐蝕伴有電流產(chǎn)生例1【解析】金屬腐蝕的本質(zhì)，主要是金屬原子失電子被氧化，腐蝕的內(nèi)因是金屬的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，外因是金屬與空氣、水和其他腐蝕性的物質(zhì)接觸，腐蝕主要包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，所以A錯(cuò)誤；電化學(xué)腐蝕指不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過程，不需要通過電流，所以B錯(cuò)誤；鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，正極吸收氧氣，而不是負(fù)極吸收氧氣，所以C錯(cuò)誤；只有選項(xiàng)D正確?！敬鸢浮?/p>

D【規(guī)律方法】金屬腐蝕類型的判斷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)。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。變式訓(xùn)練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(shí)，電流由鋁流向銅D．鋁質(zhì)鉚釘發(fā)生了化學(xué)腐蝕解析：選A。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)。金屬鋁發(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(dòng)方向與電子的流動(dòng)方向恰好相反，應(yīng)是由銅流向鋁。金屬腐蝕快慢的判斷以及金屬的防護(hù)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)有無保護(hù)措施的：無保護(hù)措施的金屬腐蝕＞有一定保護(hù)措施的金屬腐蝕＞犧牲陽極的陰極金屬的腐蝕＞有外接電源的陰極金屬腐蝕。(4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。2．金屬腐蝕的防護(hù)方法(1)改變金屬的內(nèi)部結(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，這是一種普遍采用的防護(hù)方法。以鋼鐵的防護(hù)為例，根據(jù)保護(hù)層成分的不同，可分為如下幾種：①在鋼鐵表面涂礦物性油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等物質(zhì)。例如，船身、車廂、水桶等常涂油漆；汽車外殼常噴漆，槍炮、機(jī)器常涂礦物性油脂等。②