第23講金屬的腐蝕與防護第一步：學(xué)析教材學(xué)知識：教材精講精析、全方位預(yù)習(xí)第二步：練練習(xí)題強方法：教材習(xí)題學(xué)解題、強化關(guān)鍵解題方法練考點會應(yīng)用：核心考點精準練、快速掌握知識應(yīng)用第三步：記串知識識框架：思維導(dǎo)圖助力掌握知識框架、學(xué)習(xí)目標復(fù)核內(nèi)容掌握第四步：測過關(guān)測穩(wěn)提升：小試牛刀檢測預(yù)習(xí)效果、查漏補缺快速提升1．金屬的腐蝕(1)概念：金屬或合金與周圍的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。其實質(zhì)是金屬原子電子變?yōu)殛栯x子，金屬發(fā)生。(2)根據(jù)與金屬接觸的氣體或液體不同，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：當不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時會發(fā)生反應(yīng)，比較活潑的金屬發(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)腐蝕類別項目析氫腐蝕吸氧腐蝕示意圖條件水膜酸性水膜酸性或呈負極Fe－2e－=Fe2＋正極2H＋＋2e－=H2↑O2＋4e－＋2H2O=4OH－總反應(yīng)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2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存在，但后者更普遍3.實驗探究：電化學(xué)腐蝕(1)實驗操作實驗現(xiàn)象實驗解釋導(dǎo)管中液面裝置中鐵、碳和飽和食鹽水構(gòu)成，鐵釘發(fā)生腐蝕(2)實驗操作實驗現(xiàn)象實驗解釋①試管中產(chǎn)生氣泡的快Zn與CuSO4反應(yīng)生成Cu，Zn、Cu和稀鹽酸構(gòu)成原電池，發(fā)生腐蝕，產(chǎn)生氣泡的速率更快(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。金屬的防護主要從金屬、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或可以制成性能優(yōu)異的合金。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層在金屬表面覆蓋致密的，將金屬制品與周圍物質(zhì)隔開是一種普遍采用的防護方法。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)保護法金屬在發(fā)生時，總是作為原電池負極(陽極)的金屬被腐蝕，作為正極(陰極)的金屬不被腐蝕，如果能使被保護的金屬成為，則該金屬就不易被腐蝕。(1)犧牲陽極法原理：原電池原理，被保護的金屬作，活潑性更強的金屬作。應(yīng)用：鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼、鋼鐵閘門安裝鎂合金或鋅塊。[實驗探究一]如圖裝置反應(yīng)一段時間后，往Fe電極區(qū)滴入2滴黃色K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，觀察實驗現(xiàn)象。已知Fe2＋與[Fe(CN)6]3－反應(yīng)生成帶有特征藍色的KFe[Fe(CN)6]沉淀。實驗裝置電流表陽極(負極區(qū))陰極(正極區(qū))現(xiàn)象指針偏轉(zhuǎn)Zn溶解有產(chǎn)生，無藍色沉淀生成有關(guān)反應(yīng)—Zn－2e－=Zn2＋2H＋＋2e－=H2↑結(jié)論溶液中不含F(xiàn)e2＋，鐵作正極未被腐蝕[實驗探究二]在兩個培養(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。實驗裝置現(xiàn)象鐵釘周圍變紅鐵釘周圍生成沉淀，銅絲周圍變紅結(jié)論鐵作為負極時易被腐蝕，作為正極時未被腐蝕(2)外加電流法原理：電解池原理，被保護的金屬作為，與電源的負極。應(yīng)用：鋼鐵閘門，高壓線鐵架，地下管道連接直流電源的負極。1.在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕由快到慢的順序為電解池的＞原電池的＞化學(xué)腐蝕＞原電池的正極>電解池的。2.同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序為溶液＞溶液＞溶液。3.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。4.金屬活動性差別越大，活潑性強的金屬腐蝕。教材習(xí)題01（P117）某地下了一場酸雨，在這種環(huán)境中的鐵制品極易被腐蝕。對該條件下鐵制品發(fā)生電化學(xué)腐蝕的敘述正確的是()A．該電化學(xué)腐蝕是析氫腐蝕B．正極反應(yīng)式：O2＋4e－=2O2－C．原電池反應(yīng)減緩了鐵制品的腐蝕D．負極反應(yīng)式：Fe－3e－=Fe3＋解題方法教材習(xí)題02（P117）下列不能有效防止鋼鐵銹蝕的措施是()A．將鋼鐵與鋅板相連B．將鋼鐵置于潮濕的空氣中C．在鋼鐵表面噴油漆D．將鋼鐵與直流電源的負極相連解題方法考點一金屬的腐蝕1．炒過菜的鐵鍋未及時洗凈(殘液中含NaCl)，不久便會因被腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑。腐蝕原理如圖所示，下列說法正確的是()A．腐蝕過程中，負極是CB．Fe失去電子經(jīng)電解質(zhì)溶液轉(zhuǎn)移給CC．正極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑D．C作正極，O2在C表面上發(fā)生還原反應(yīng)2．用壓強傳感器探究生鐵在pH＝2和pH＝4的醋酸溶液中發(fā)生腐蝕的裝置及得到的圖像如圖所示：分析圖像，以下結(jié)論錯誤的是()A．溶液pH≤2時，生鐵發(fā)生析氫腐蝕B．在酸性溶液中生鐵可能發(fā)生吸氧腐蝕C．析氫腐蝕和吸氧腐蝕的速率一樣快(y－x＝b－a)D．兩溶液中負極反應(yīng)均為Fe－2e－=Fe2＋

3．某同學(xué)進行下列實驗操作現(xiàn)象取一塊打磨過的生鐵片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食鹽水放置一段時間后，生鐵片上出現(xiàn)如圖所示“斑痕”，其邊緣為紅色，中心區(qū)域為藍色，在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹下列說法不合理的是()A．生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕B．中心區(qū)的電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋C．邊緣處的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．交界處發(fā)生的反應(yīng)為4Fe2＋＋O2＋10H2O=4Fe(OH)3＋8H＋4．寶雞被譽為“青銅器之鄉(xiāng)”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盤等五萬余件青銅器。研究青銅器(含Cu、Sn等)在潮濕環(huán)境中發(fā)生的腐蝕對于文物保護和修復(fù)有重要意義。下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖，下列說法不正確的是()A．青銅器發(fā)生電化學(xué)腐蝕，圖中c作負極B．潮濕環(huán)境中Cl－濃度大時有利于多孔粉狀銹的生成C．若生成0.2molCu2(OH)3Cl，則消耗的O2體積為4.48LD．環(huán)境中的Cl－與正、負兩極反應(yīng)的產(chǎn)物作用生成a的離子方程式為2Cu2＋＋3OH－＋Cl－=Cu2(OH)3Cl↓考點二金屬腐蝕的防護方法5．下列防護措施中屬于電化學(xué)保護法的是()A．用氧化劑使金屬表面生成致密穩(wěn)定的氧化物保護膜B．在金屬中加入一些鉻或鎳制成合金C．在輪船的船殼水線以下部分，裝上一鋅錠D．在金屬表面噴漆6．下列不能有效防止鋼鐵銹蝕的措施是()A．將鋼鐵與鋅板相連B．將鋼鐵置于潮濕的空氣中C．在鋼鐵表面噴油漆D．將鋼鐵與直流電源的負極相連7．埋在地下的鋼管常用如圖所示的方法加以保護，使其免受腐蝕。下列說法正確的是()A．金屬棒X的材料可能為銅B．金屬棒X的材料可能為鈉C．鋼管附近土壤的pH可能會上升D．這種方法稱為外加電流法8．我國有多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象，在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽的腐蝕，防護原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A．通電時，鋅環(huán)是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．通電時，陰極上的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．斷電時，鋅環(huán)上的電極反應(yīng)為Zn2＋＋2e－=ZnD．斷電時，仍能防止鐵帽被腐蝕考點三金屬腐蝕快慢的比較9．相同材質(zhì)的鐵在圖中的四種情況下最不易被腐蝕的是()10．為研究金屬腐蝕的條件和速率，某課外小組學(xué)生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在圖示的三個裝置中，再放置于玻璃鐘罩里保存一星期后，下列對實驗結(jié)束時的現(xiàn)象描述不正確的是()A．裝置Ⅰ左側(cè)的液面一定會下降B．裝置Ⅰ左側(cè)液面比裝置Ⅱ的低C．裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴重D．裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒被腐蝕11．點蝕又稱為孔蝕，是一種集中于金屬表面很小的范圍并深入金屬內(nèi)部的腐蝕形態(tài)。某鐵合金鈍化膜破損后的孔蝕如圖，下列說法不正確的是()A．為防止孔蝕發(fā)生可以將外接電源負極與金屬相連B．蝕孔外每吸收2.24LO2，可氧化0.2molFeC．由于孔蝕中Fe2＋水解導(dǎo)致電解質(zhì)溶液酸性增強D．孔隙中可以發(fā)生析氫腐蝕12．某小組同學(xué)研究“84”消毒液(有效成分為NaClO)對鐵的腐蝕作用：將等量的鐵釘(鐵碳合金)和純鐵粉分別浸入10mL“84”消毒液中，記錄現(xiàn)象如下：1小時2小時5小時鐵釘無明顯現(xiàn)象鐵釘表面出現(xiàn)少量紅褐色物質(zhì)鐵釘表面“生長”出大量紅褐色物質(zhì)純鐵粉無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象下列說法不正確的是()A．鐵釘主要發(fā)生的是電化學(xué)腐蝕B．鐵釘腐蝕后的溶液中c(Cl－)增大C．純鐵粉的腐蝕速率慢主要是因為其表面積大D．鐵釘被腐蝕時發(fā)生反應(yīng)：Fe－2e－=Fe2＋【學(xué)習(xí)目標】1.通過實驗科學(xué)探究金屬腐蝕的本質(zhì)及其原因，認識金屬腐蝕的主要類型。2.認識金屬腐蝕產(chǎn)生的危害和影響，樹立防止金屬腐蝕的意識，熟知金屬腐蝕常用的防護方法?！緦W(xué)習(xí)重難點】1.析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式的書寫。2.金屬防腐常用的防護方法。1．（2425高二上·江蘇南京·期末）保護鋼鐵有利于節(jié)約資源、保護環(huán)境，下列鋼鐵的保護方法中不正確的是A．鐵柵欄上涂上油漆 B．鐵閘與直流電源正極相連C．輪船底部鑲嵌鋅塊 D．家用鐵鍋水洗后及時擦干2．（2425高二上·廣東茂名·期末）下列關(guān)于電化學(xué)腐蝕、防護與利用的說法中，不正確的是A．銅板打上鐵鉚釘后，銅板不易被腐蝕B．暖氣片表面刷油漆可防止金屬腐蝕C．連接鋅棒后，電子由鋅流向鐵管道3．（2425高二上·河北滄州·月考）下列事實與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是A．銅板上的鐵鉚釘更易被腐蝕B．輪船與海水接觸的位置更容易生銹C．鎏金制品外層破損后，內(nèi)部銅更容易被腐蝕D．金屬鈉置于空氣中表面變暗4．（2425高二上·河南新鄉(xiāng)·月考）古代文物蘊含著瑰麗的歷史文化，下列最容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕的文物是A．吳越國鎏金純銀阿育王塔B．戰(zhàn)國郢爰金幣C．乾隆款掐絲琺瑯飛龍紋尊D．玉柄鐵劍5．（2425高二下·上?！て谥校┰谙铝袩芯⒂?.1mol·L1稀硫酸，其中鋅片最易被腐蝕的是A． B． C． D．6．（2425高二上·河南洛陽·期中）金屬腐蝕會對設(shè)備產(chǎn)生嚴重危害，腐蝕快慢與材料種類、所處環(huán)境有關(guān)。下圖為兩種海水中鋼閘門的防腐措施示意圖。下列說法錯誤的是A．圖1中，鋼閘門表面可發(fā)生反應(yīng)：O2+4e+2H2O=OHB．圖1、圖2中，當鋼閘門表面的腐蝕電流為零時，說明應(yīng)該更換陽極材料C．圖2中，保護電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進行調(diào)整D．鋅塊可以做圖1中的犧牲陽極，高硅鑄鐵可以做圖2中的不溶性輔助陽極7．（2425高二上·江蘇蘇州·月考）下列實驗裝置圖正確且能達到相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖茿．圖甲裝置驗證鐵的析氫腐蝕B．圖乙裝置可在待鍍鐵件表面鍍銅C．圖丙用于除去鐵屑表面油污D．圖丁是犧牲陽極的陰極保護法防止鋼閘門生銹8．（2425高二上·北京豐臺·期中）下列鐵制品防護的裝置或方法中，不正確的是A．外加電流保護法B．犧牲陽極保護法C．涂防銹漆D．制成不銹鋼9．（2425高二上·浙江杭州·期末）某化學(xué)探究小組在水中滴加酚酞和鐵氰化鉀溶液，然后將1顆鐵釘豎直浸在水中，幾天后觀察到鐵釘A段部位周圍的水變紅色，鐵釘下端(B部位)產(chǎn)生藍色沉淀，如圖所示，根據(jù)圖示分析。下列說法正確的是A．鐵、炭、水構(gòu)成大量的微小電池，在水面附近腐蝕最嚴重C．以上實驗現(xiàn)象證明發(fā)生的主要是吸氧腐蝕D．最終得到的鐵銹能覆蓋在鐵釘?shù)谋砻?，防止腐蝕繼續(xù)發(fā)生10．（2425高二上·浙江杭州·期末）化學(xué)小組研究金屬的電化學(xué)腐蝕，實驗如下：實驗ⅠⅡ裝置下列說法不正確的是A．實驗Ⅰ中發(fā)生析氫腐蝕，實驗Ⅱ中發(fā)生吸氧腐蝕，且鐵釘腐蝕速度實驗Ⅰ<實驗ⅡB．實驗Ⅰ中裸露在外的鐵釘附近處出現(xiàn)藍色11．（2425高二上·浙江杭州·期末）城鎮(zhèn)地面下常埋有縱橫交錯的金屬管道，如鋼鐵輸水管等。當金屬管道在潮濕土壤中形成電流回路時，就會引起這些金屬制品的腐蝕。為了防止這類腐蝕的發(fā)生，某同學(xué)設(shè)計如圖所示的裝置。下列有關(guān)說法中正確的是A．金屬M比鐵活潑，防護過程中電子流入金屬MB．鋼鐵輸水管表面發(fā)生還原反應(yīng)C．銅的電導(dǎo)率高，金屬M可選用銅提高防護效果D．若外加直流電源，鋼鐵輸水管應(yīng)連接電源的正極12．（2425高二上·浙江杭州·期末）金屬腐蝕會對設(shè)備產(chǎn)生嚴重危害，腐蝕快慢與材料種類、所處環(huán)境有關(guān)。下圖為兩種對海水中鋼閘門的防腐措施示意圖：下列說法不正確的是A．圖2中，輔助陽極材料本身不失去電子，圖1中陽極材料失去電子B．圖2中，外加電壓保持恒定不變，有利于提高對鋼閘門的防護效果D．圖1、圖2中，當鋼閘門表面的腐蝕電流為零時，鋼閘門、陽極均發(fā)生化學(xué)反應(yīng)13．（2425高二上·黑龍江哈爾濱·期末）我國多條高壓直流電線路的瓷絕緣子出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象。在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽的腐蝕，防護原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．通電時，鐵帽是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)D．斷電和通電時，防止鐵帽被腐蝕的化學(xué)原理完全相同14．（2425高二上·黑龍江哈爾濱·期末）