《金屬的腐蝕與防護(hù)》金屬的腐蝕金屬的腐蝕金屬原子金屬陽(yáng)離子失去e－M－ne－＝Mn＋化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕【自主學(xué)習(xí)】1.什么是金屬腐蝕？2.金屬腐蝕的本質(zhì)是什么？3.金屬腐蝕的種類(lèi)有哪些？金屬腐蝕是金屬或合金與周?chē)臍怏w或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)（如O2、Cl2、SO2）直接反應(yīng)而引起的腐蝕。鐵與氯氣直接反應(yīng)而被腐蝕1.化學(xué)腐蝕金屬的腐蝕銀器表面變黑（Ag2S）鋼鐵在潮濕空氣中容易生銹鋼鐵Fe、C水膜電解質(zhì)溶液CO2、SO2、H2S在鋼鐵表面形成無(wú)數(shù)微小原電池2.電化學(xué)腐蝕金屬的腐蝕當(dāng)不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕。實(shí)驗(yàn)探究

取兩支試管，分別加入兩顆鋅粒和等體積、等濃度的稀鹽酸。向左邊的試管中滴加1~2滴硫酸銅溶液，觀察現(xiàn)象。解釋產(chǎn)生不同現(xiàn)象的原因。結(jié)論：電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕的速率大。鋅和稀鹽酸鋅和稀鹽酸CuSO4化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕在酸性環(huán)境中，由于在腐蝕過(guò)程中不斷有H2放出，所以叫做析氫腐蝕。負(fù)極：Fe－2e－＝Fe2＋正極：2H＋＋2e－＝H2↑總反應(yīng)：

Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑金屬的腐蝕（1）析氫腐蝕2.電化學(xué)腐蝕根據(jù)電解質(zhì)溶液性質(zhì)不同分為：析氫腐蝕和吸氧腐蝕

如果鋼鐵表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧氣，此時(shí)就會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕。鋼鐵等金屬的腐蝕主要是吸氧腐蝕。負(fù)極：2Fe－4e－＝2Fe2＋正極：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－總反應(yīng)：2Fe＋2H2O＋O2＝2Fe(OH)2后續(xù)反應(yīng)：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2＝4Fe(OH)3Fe2O3?xH2O鐵銹的主要成分金屬的腐蝕（2）吸氧腐蝕2.電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)探究

將經(jīng)過(guò)酸洗除銹的鐵釘用飽和食鹽水浸泡一下，放入如圖所示的具支試管中。有氣體參加反應(yīng)，發(fā)生吸氧腐蝕。一段時(shí)間金屬的防護(hù)發(fā)藍(lán)處理涂機(jī)油噴漆鍍鋅不銹鋼1.改變金屬材料的組成2.在金屬表面覆蓋保護(hù)層實(shí)驗(yàn)探究資料卡片F(xiàn)e2+與K3[Fe(CN)6]溶液（黃色）反應(yīng)生成KFe[Fe(CN)]6沉淀（帶有特征藍(lán)色）。這是檢驗(yàn)溶液中Fe2+的常用方法。

在含NaCl的瓊脂溶液中滴入5~6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均勻后倒入兩個(gè)培養(yǎng)皿中。分別將裹有鋅皮的鐵釘和纏有銅絲的鐵釘放入兩個(gè)培養(yǎng)皿中，觀察并解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。裹有鋅皮的鐵釘纏有銅絲的鐵釘實(shí)驗(yàn)探究裹有鋅皮的鐵釘纏有銅絲的鐵釘鋅作負(fù)極：2Zn－4e－＝2Zn2＋鐵作正極：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－鐵作負(fù)極：2Fe－4e－＝2Fe2＋銅作正極：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－思考與討論白鐵皮：薄鋼板表面鍍上一層鋅馬口鐵：薄鋼板表面鍍上一層錫若表面出現(xiàn)破損時(shí)，請(qǐng)分析并說(shuō)明白鐵皮、馬口鐵的腐蝕情況。破損時(shí)，鋅作負(fù)極而被腐蝕破損時(shí)，鐵作負(fù)極而被腐蝕金屬活動(dòng)性：Zn>Fe>Sn（1）犧牲陽(yáng)極法被保護(hù)金屬作為正極（陰極）活潑金屬作為負(fù)極（陽(yáng)極）金屬的防護(hù)3.電化學(xué)防護(hù)法被保護(hù)金屬作為陰極惰性電極作為輔助陽(yáng)極外接直流電源（2）外加電流法金屬的防護(hù)3.電化學(xué)防護(hù)法金屬腐蝕快慢的判斷方法下圖各燒杯中盛有稀鹽酸，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序是怎樣的？①②③④⑤⑥電解池的陽(yáng)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＞＞＞＞金屬活動(dòng)性差別越大，活潑性強(qiáng)的金屬腐蝕越快犧牲陽(yáng)極法外加電流法腐蝕由快到慢：①②③④⑤⑥隨堂練習(xí)1.下列關(guān)于金屬腐蝕的說(shuō)法正確的是A.金屬在潮濕空氣中腐蝕的實(shí)質(zhì)是：M＋nH2O===M(OH)n+1/2H2↑B.金屬的化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)是：M－ne－===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隨堂練習(xí)2.右圖裝置中,u型管內(nèi)為紅墨水，a,b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間，下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是生鐵塊中的碳是原電池的正極B.紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤.兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Fe－2e－===Fe2+D.a試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕隨堂練習(xí)3.銅板上鐵鉚釘?shù)奈醺g原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A.正極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑B.此過(guò)程中還涉及反應(yīng)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2

===4Fe(OH)3C.此過(guò)程中Fe、Cu均被腐蝕D.此過(guò)程中電流從Fe流向Cu隨堂練習(xí)4.下列有關(guān)金屬鐵的腐蝕與防護(hù)，說(shuō)法正確的是A.在鋼鐵表面進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理，生成四氧化三鐵薄膜保護(hù)金屬B.當(dāng)鍍錫鐵和鍍鋅鐵鍍層破損時(shí)，后者更易被腐蝕C.鐵與電源正極連接可實(shí)現(xiàn)電化學(xué)保護(hù)D.陽(yáng)極氧化處理鋁制品生成致密的保護(hù)膜屬于電化學(xué)保護(hù)法隨堂練習(xí)5.下列對(duì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置的判斷錯(cuò)誤的是A.若X為碳棒，開(kāi)關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕B.若X為鋅棒，開(kāi)關(guān)K置于A或B處均可減緩鐵

的腐蝕C.若X為鋅棒，開(kāi)關(guān)K置于B處時(shí)，為犧牲陽(yáng)極法D.若X為碳棒，開(kāi)關(guān)K置于B處時(shí)，鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑【答案】1.B2.B3.B4.A5.D任務(wù)一化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較[問(wèn)題探究]1.與銅質(zhì)水龍頭連接處的鋼質(zhì)水管易生銹,為什么?答案

鐵與銅及空氣中的水蒸氣構(gòu)成原電池,發(fā)生電化學(xué)腐蝕,增大腐蝕速率,鐵作負(fù)極,易失電子,所以易生銹。2.你認(rèn)為在硫酸廠(chǎng)附近的金屬發(fā)生的主要是哪一類(lèi)腐蝕?答案

析氫腐蝕;硫酸廠(chǎng)附近空氣中的二氧化硫的含量較高,導(dǎo)致金屬接觸到的溶液酸性較強(qiáng),所以易發(fā)生析氫腐蝕。[深化拓展]化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的區(qū)別與聯(lián)系類(lèi)型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕(主要)定義金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2等)直接反應(yīng)而引起的腐蝕當(dāng)不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng),比較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕吸氧腐蝕(主要)析氫腐蝕條件金屬與某些單質(zhì)或某些非電解質(zhì)直接接觸水膜中溶有O2,呈極弱酸性或中性水膜酸性較強(qiáng)現(xiàn)象無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生類(lèi)型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕(主要)反應(yīng)式(以鐵腐蝕為例)2Fe+3Cl2===2FeCl3負(fù)極:Fe-2e-===Fe2+正極:2H2O+O2+4e-===4OH-正極:2H++2e-===H2↑聯(lián)系兩種腐蝕往往同時(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[素能應(yīng)用]典例1下列有關(guān)金屬腐蝕的說(shuō)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(guò)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(guò)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)生答案

D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)生原電池反應(yīng)而損耗的過(guò)程,不需要外加電流,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,所以C錯(cuò)誤;只有選項(xiàng)D正確。金屬腐蝕類(lèi)型的判斷方法(1)根據(jù)是否發(fā)生原電池反應(yīng)來(lái)判斷。發(fā)生原電池反應(yīng)引起的金屬腐蝕,屬于電化學(xué)腐蝕,否則屬于化學(xué)腐蝕。(2)根據(jù)金屬的活動(dòng)性及電解質(zhì)溶液的酸性強(qiáng)弱判斷,位于金屬活動(dòng)性順序中氫前面的金屬,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;位于金屬活動(dòng)性順序氫后面的金屬只可能發(fā)生吸氧腐蝕。變式訓(xùn)練1(2019江蘇卷)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤(rùn)后,置于如圖所示裝置中,進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是(

)A.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe-3e-===Fe3+B.鐵腐蝕過(guò)程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C.活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕D.以水代替NaCl溶液,鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕答案

C解析

題述條件下鐵粉發(fā)生了吸氧腐蝕,Fe失電子生成Fe2+,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在鐵的腐蝕過(guò)程中,化學(xué)能會(huì)轉(zhuǎn)換為電能和熱能,B項(xiàng)錯(cuò)誤;活性炭與Fe、NaCl溶液構(gòu)成原電池,可加快鐵的腐蝕速率,C項(xiàng)正確;以水代替NaCl溶液,水雖是一種弱電解質(zhì),但也能使鐵發(fā)生吸氧腐蝕,只是速率會(huì)變慢,D項(xiàng)錯(cuò)誤。任務(wù)二金屬腐蝕快慢的判斷及金屬的防護(hù)[問(wèn)題探究]1.鍍鋅鐵和鍍錫鐵均是在鐵片表面覆蓋了保護(hù)層,當(dāng)保護(hù)層損壞時(shí),哪類(lèi)鐵腐蝕速率較大?答案

鍍錫鐵。2.在同一電解質(zhì)溶液中,對(duì)于電解原理引起的腐蝕(金屬作電解池的陽(yáng)極)、原電池原理引起的腐蝕(金屬作原電池的負(fù)極)、化學(xué)腐蝕、有防護(hù)措施的腐蝕,這些腐蝕由快到慢的順序是怎樣的?答案

在同一電解質(zhì)溶液中:電解原理引起的腐蝕(金屬作電解池的陽(yáng)極)>原電池原理引起的腐蝕(金屬作原電池的負(fù)極)>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)措施的腐蝕。[深化拓展]1.金屬的防護(hù)措施2.犧牲陽(yáng)極法與外加電流法的比較

類(lèi)型犧牲陽(yáng)極法外加電流法是否外接電源否是所用的原理原電池原理電解原理兩個(gè)電極的材料正極:被保護(hù)金屬負(fù)極:比被保護(hù)金屬活潑的金屬被保護(hù)金屬與外接電源的負(fù)極相連作陰極,惰性電極與外接電源正極相連作陽(yáng)極保護(hù)效果外加電流法的保護(hù)效果比犧牲陽(yáng)極法的保護(hù)效果更好[素能應(yīng)用]典例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?yàn)?

)A.②①③④

B.④③①②C.④②①③

D.③②④①答案

C解析

②③④實(shí)質(zhì)均為原電池裝置。③中Fe為正極被保護(hù);②④中Fe為負(fù)極,均被腐蝕,但相對(duì)來(lái)說(shuō),Fe和Cu的金屬活動(dòng)性的差別比Fe和Sn的大,故鐵銅原電池中Fe被腐蝕得快;①中發(fā)生化學(xué)腐蝕。不同條件下金屬腐蝕快慢的判斷(1)同一種金屬在不同電解質(zhì)溶液中腐蝕由快到慢的順序?yàn)?其他條件相同):強(qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。(2)無(wú)保護(hù)措施的金屬腐蝕>有一定保護(hù)措施的金屬腐蝕>原電池正極金屬的腐蝕>電解池陰極金屬腐蝕。(3)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō),電解質(zhì)溶液濃度越大,腐蝕一般越快。典例3鋼鐵很容易生銹而被腐蝕,每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕,該腐蝕過(guò)程中的電極反應(yīng)式為

。

(2)為了減小某水庫(kù)鐵閘門(mén)被腐蝕的速率,可以采用圖甲所示的方案,其中焊接在鐵閘門(mén)上的固體材料R可以采用

(填寫(xiě)字母序號(hào))。該防護(hù)方法屬于

法。

A.銅 B.鈉 C.鋅 D.石墨(3)圖乙所示的方案也可以減小鐵閘門(mén)的腐蝕速率,其中鐵閘門(mén)應(yīng)該連接在直流電源的

極。該防護(hù)方法稱(chēng)為

。

答案

(1)負(fù)極:2Fe-4e-===2Fe2+,正極:O2+2H2O+4e-===4OH-(2)C犧牲陽(yáng)極(3)負(fù)外加電流法解析

(1)發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),負(fù)極上Fe失電子,正極上O2得到電子。(2)鐵閘門(mén)上連接一塊比鐵活潑的金屬如鋅,則鋅會(huì)失去電子而溶解,Fe被保護(hù),屬于犧牲陽(yáng)極法,Na會(huì)與水反應(yīng)生成NaOH,達(dá)不到保護(hù)鐵閘門(mén)的