第26講金屬的腐蝕與防護(hù)1.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：通過實(shí)驗(yàn)科學(xué)探究金屬腐蝕的本質(zhì)及其原因，認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的主要類型，能正確書寫析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式。2.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：認(rèn)識(shí)金屬腐蝕產(chǎn)生的危害和影響，樹立防止金屬腐蝕的意識(shí)，熟知金屬腐蝕常用的防護(hù)方法。一、金屬的腐蝕1．金屬的腐蝕(1)概念：金屬或合金與周圍的發(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：①化學(xué)腐蝕：金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2等)直接反應(yīng)而引起的腐蝕。腐蝕的速率隨溫度升高而。②電化學(xué)腐蝕：當(dāng)?shù)慕饘倥c溶液接觸時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)，的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕?！咎貏e提醒】金屬腐蝕過程中，電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕同時(shí)發(fā)生，但絕大多數(shù)屬于電化學(xué)腐蝕，且比化學(xué)腐蝕的速率大得多。2．鋼鐵的電化學(xué)腐蝕類別項(xiàng)目析氫腐蝕吸氧腐蝕示意圖條件水膜酸性較水膜酸性很或負(fù)極正極總反應(yīng)后續(xù)反應(yīng)最終生成鐵銹(主要成分為Fe2O3·xH2O)，反應(yīng)如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O聯(lián)系通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但后者更普遍3.實(shí)驗(yàn)探究：電化學(xué)腐蝕(1)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)解釋導(dǎo)管中裝置中鐵、碳和飽和食鹽水構(gòu)成，鐵釘發(fā)生腐蝕(2)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)解釋①試管中產(chǎn)生氣泡的速率Zn與CuSO4反應(yīng)生成Cu，Zn、Cu和稀鹽酸構(gòu)成，發(fā)生腐蝕，產(chǎn)生氣泡的速率更(3)結(jié)論：①電化學(xué)腐蝕中吸氧腐蝕更為普遍。②電化學(xué)腐蝕速率比化學(xué)腐蝕大得多。二、金屬的防護(hù)金屬的防護(hù)主要從金屬、與金屬接觸的物質(zhì)及兩者反應(yīng)的條件等方面來考慮。1．改變金屬材料的組成在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優(yōu)異的。如普通鋼中加入鎳、鉻等制成不銹鋼產(chǎn)品，鈦合金不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性，還具有良好的生物相容性。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，將金屬制品與周圍物質(zhì)隔開是一種普遍采用的防護(hù)方法。如，在鋼鐵制品的表面噴涂油漆、涂礦物性油脂、覆蓋搪瓷、塑料等；電鍍鋅、錫、鉻、鎳等；利用化學(xué)方法、離子注入法、表面滲鍍等方式在金屬表面形成穩(wěn)定的鈍化膜。3．電化學(xué)保護(hù)法金屬在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，總是作為原電池(陽極)的金屬被腐蝕，作為(陰極)的金屬不被腐蝕，如果能使被保護(hù)的金屬成為陰極，則該金屬就不易被腐蝕。(1)犧牲陽極法原理：原電池原理，被保護(hù)的金屬作，活潑性更強(qiáng)的金屬作。應(yīng)用：鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼、鋼鐵閘門安裝鎂合金或鋅塊。[實(shí)驗(yàn)探究一]如圖裝置反應(yīng)一段時(shí)間后，往Fe電極區(qū)滴入2滴黃色K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。已知Fe2＋與[Fe(CN)6]3－反應(yīng)生成帶有特征藍(lán)色的KFe[Fe(CN)6]沉淀。實(shí)驗(yàn)裝置電流表陽極(負(fù)極區(qū))陰極(正極區(qū))現(xiàn)象指針偏轉(zhuǎn)Zn溶解有產(chǎn)生，藍(lán)色沉淀生成有關(guān)反應(yīng)—結(jié)論溶液中不含F(xiàn)e2＋，鐵作正極未被腐蝕[實(shí)驗(yàn)探究二：]在兩個(gè)培養(yǎng)皿中分別放入含有NaCl的瓊脂，并注入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液混合均勻，取兩個(gè)2～3cm的鐵釘，用砂紙擦光，將裹有鋅皮的鐵釘放入a，纏有銅絲的鐵釘放入b。實(shí)驗(yàn)裝置現(xiàn)象鐵釘周圍鐵釘周圍生成，銅絲周圍結(jié)論鐵作為負(fù)極時(shí)易被腐蝕，作為正極時(shí)未被腐蝕(2)外加電流法原理：電解池原理，被保護(hù)的金屬作為陰極，與電源的相連。應(yīng)用：鋼鐵閘門，高壓線鐵架，地下管道連接直流電源的。三、金屬腐蝕快慢的判斷方法1.在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕由快到慢的順序?yàn)椤?.同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序?yàn)椤?.對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度，金屬腐蝕越快。4.金屬活動(dòng)性差別，活潑性強(qiáng)的金屬腐蝕越快。考點(diǎn)01金屬的腐蝕【例1】下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是A．銅鋅合金(黃銅)不易被腐蝕B．銀質(zhì)物品久置表面變黑C．附有銀制配件的鐵制品其接觸處易生銹D．生鐵比純鐵更容易生銹【變式1-1】下列關(guān)于鋼鐵腐蝕的敘述不正確的是A．鋼鐵在潮濕的空氣中易腐蝕B．鋼鐵腐蝕的主要原因是化學(xué)腐蝕C．腐蝕使鋼鐵色澤、外形等發(fā)生變化D．一般情況下，溫度對(duì)鋼鐵的化學(xué)腐蝕影響較明顯【變式1-2】下列敘述與電化學(xué)腐蝕有關(guān)的是(

)A．炒過菜的鐵鍋不及時(shí)清洗易生銹B．在空氣中金屬鎂、鋁都具有較好的抗腐蝕性C．紅熱的鐵絲與水接觸時(shí)，表面形成了藍(lán)黑色的物質(zhì)D．把鐵片加入氯化銅的溶液中，在鐵表面上附著一層紅色的銅考點(diǎn)02金屬腐蝕的防護(hù)方法【例2】據(jù)最近報(bào)道，中國(guó)生產(chǎn)的首艘國(guó)產(chǎn)航母已經(jīng)下水。為保護(hù)航母、延長(zhǎng)服役壽命可采用兩種電化學(xué)方法。方法1：艦體鑲嵌一些金屬塊；方法2：航母艦體與電源相連。下列有關(guān)說法正確的是A．方法1叫外加電流的保護(hù)法B．方法2叫犧牲陽極的保護(hù)法C．方法1中金屬塊可能是鋅、錫和銅D．方法2中艦體連接電源的負(fù)極【變式2-1】生活和生產(chǎn)中人們采用多種方法防止金屬腐蝕，其中保護(hù)輪船外殼的常用方法是A．涂保護(hù)層 B．改變金屬結(jié)構(gòu)C．犧牲陽極的陰極保護(hù)法 D．外加電流的陰極保護(hù)法【變式2-2】下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法正確的是A．鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe－3e－=Fe3＋B．鍍錫鐵制品和鍍鋅鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍錫鐵制品中鐵的腐蝕速率更快C．在輪船船體四周鑲嵌鋅塊保護(hù)船體不受腐蝕的方法叫陽極電化學(xué)保護(hù)法D．不銹鋼有較強(qiáng)的抗腐蝕能力是因?yàn)樵阡撹F表面鍍上了鉻考點(diǎn)03金屬腐蝕快慢的比較【例3】下列試管所盛的溶液中的鐵腐蝕速度說法正確的是A．①比②慢 B．③比④快 C．⑤比⑥快 D．①比③慢【變式3-1】如圖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．③②④① B．④②①③ C．②①③④ D．④②③①【變式3-2】下列四種金屬制品的鍍層損壞后，金屬腐蝕速率最快的是A．鍍鋁塑扣 B．食品罐頭盒(鍍錫)C．白鐵水桶(鍍鋅) D．鍍銀銅質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?．相同材質(zhì)的鐵在圖中的四種情況下腐蝕最快的是A． B．C． D．2．如圖是實(shí)驗(yàn)室研究海水對(duì)鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。下列說法正確的是A．鐵閘主要發(fā)生的是吸氫腐蝕B．將鐵閘與石墨相連可保護(hù)鐵閘C．鐵腐蝕時(shí)的電極反應(yīng)式：Fe-3e?=Fe3+D．圖中生成鐵銹最多的是乙區(qū)域3．金屬腐蝕造成的損失非常嚴(yán)重，金屬腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。下列現(xiàn)象不能用電化學(xué)腐蝕來解釋的是A．銅板上的鐵鉚釘在陰雨天易生銹B．馬口鐵(鍍錫的鐵)破損后很快生銹C．銅器皿在高溫環(huán)境中迅速變黑D．電工作業(yè)中若將銅、鋁導(dǎo)線直接相連易出現(xiàn)接觸不良現(xiàn)象4．下列有關(guān)金屬腐蝕的說法中正確的是（

）A．鋁具有強(qiáng)抗腐蝕能力，是因?yàn)槠洳灰着c氧氣發(fā)生反應(yīng)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5．生活中常見的金屬防腐的方法很多。下列措施不能起到防腐的是A．健身器材刷油漆B．衣架和電線的外面包上一層塑料層C．在輪船船身上裝上一定數(shù)量的銅塊D．地下鋼鐵管道連接鎂塊6．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Fe－2e－===Fe2＋B．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．地下鋼管連接鎂塊是采用犧牲陽極保護(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7．如圖所示裝置中都盛有0.1mol·L-1的NaCl溶液，放置一定時(shí)間后，裝置中的四塊相同鋅片，腐蝕速率由快到慢的正確順序是A．③①④② B．①②④③ C．②③④① D．②①④③8．下列關(guān)于金屬的腐蝕及防腐說法錯(cuò)誤的是A．馬口鐵(鍍錫鐵)鍍層破損鐵的腐蝕速率加快B．為了防止鋼鐵設(shè)備腐蝕，利用外加電流的陰極保護(hù)法，應(yīng)另附加一惰性電極，惰性電極作陰極C．可以采用改變金屬組成或結(jié)構(gòu)的方法防止金屬腐蝕D．為保護(hù)海輪的船殼，利用犧牲陽極的陰極保護(hù)法，常在船殼上鑲?cè)脘\塊9．下圖是研究鐵釘腐蝕的裝置圖，下列說法不正確的是A．鐵釘在兩處的腐蝕速率：a<bB．a(chǎn)、b兩處鐵釘中碳均正極C．a(chǎn)、b兩處鐵釘中的鐵均失電子被氧化D．a(chǎn)、b兩處的正極反應(yīng)式均為O2+4e-+4H+===2H2O10．下列說法正確的是A．鋼鐵在潮濕的空氣生銹是因?yàn)榘l(fā)生了析氫腐蝕B．鉛蓄電池放電時(shí)正極質(zhì)量較少C．化學(xué)電源能將化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化為電能D．工業(yè)上用圖裝置電解熔融氧化鋁制鋁時(shí)，陽極碳?jí)K常因被生成的氧氣氧化而需定期更換11．一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如下：pH2466.5813.514腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物Fe2+Fe3O4Fe2O3下列說法不正確的是A．在pH＜4的溶液中，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕B．在pH＞6的溶液中，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕C．在pH＞14的溶液中，碳鋼腐蝕的反應(yīng)為O2+4OH-+4e-===2H2OD．在煮沸除氧氣后的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會(huì)減慢12．深埋在潮濕土壤中的鐵管道，在硫酸鹽還原菌作用下，能被硫酸根腐蝕，其電化學(xué)腐蝕原理如圖所示，下列與此原理有關(guān)說法正確的是A．輸送暖氣的管道更容易發(fā)生此類腐蝕B．正極反應(yīng)：+9H++8e-=HS-+4H2OC．這種情況下，F(xiàn)e腐蝕的最終產(chǎn)物為Fe2O3?xH2OD．管道上刷富鋅油漆可以延緩管道的腐蝕13．下列裝置圖及有關(guān)說法正確的是（

）

A．裝置①中K閉合片刻后溶液中增大B．裝置①中K閉合片刻后可觀察到濾紙a點(diǎn)變紅色C．裝置②中鐵腐蝕的速率由大到小的順序是只閉合只閉合只閉合都斷開D．裝置③中當(dāng)鐵制品上析出銅時(shí)，電源負(fù)極輸出的電子為14．一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如表所示，下列說法錯(cuò)誤的是（

）pH246814腐蝕快慢較快慢較快主要產(chǎn)物Fe2+Fe3