2022高三总复习化学教案-知识讲解_金属的电化学腐蚀与防护(提高）.doc

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1、高考总复习 金属的电化学腐蚀与防护编稿：房鑫 审稿：曹玉婷【考纲要求】 1金属腐蚀的种类，探究金属发生电化学腐蚀的原因。2了解金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。【考点梳理】考点一：金属腐蚀1定义：金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。2本质：金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化生成金属阳离子的过程。Mne=Mn+（M代表金属元素）。3类型：（1）化学腐蚀：金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程。（2）电化学腐蚀：不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程。考点二：金属的电化学腐蚀1化学腐蚀与电化学腐蚀的比较

2、化学腐蚀电化学腐蚀相同点金属原子失去电子而被氧化的过程，即金属原子转化为阳离子的过程不同点条件金属与氧化剂直接接触不纯金属与电解质溶液接触电流无电流有微弱电流（发生原电池反应）对象金属单质较活泼金属本质金属被氧化活泼金属被氧化相互关系往往同时发生，电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，危害更严重2电化学腐蚀的种类：（1）种类：吸氧腐蚀与析氢腐蚀（2）吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较（以钢铁为例）类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜呈弱酸性或中性水膜呈酸性正极反应（C）O2+2H2O+4e=4OH2H+2e=H2负极反应（Fe）Fe2e=Fe2+其他反应Fe2+2OH=Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4

3、Fe(OH)2Fe(OH)3转化为铁锈（Fe2O3xH2O）【高清课堂：399291金属腐蚀的一般规律】3金属腐蚀的快慢一般规律(1) 在同一电解质溶液中，电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀。(2) 在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀金属在弱电解质溶液中的腐蚀。(3) 有保护措施的条件下，无防护条件的腐蚀有一般防护条件下的腐蚀牺牲阳极的阴极保护法条件下的腐蚀外接电源的阴极保护法条件下的腐蚀。(4) 对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。(5) 由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀

4、是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。考点三：金属的电化学防护1 在金属表面覆盖保护层。在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质；用电镀、热镀、喷镀的方法，在钢铁表面镀上一层耐腐蚀的金属，如铁上镀锌、锡、铬等；用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜保护（表面钝化），如钢铁制品表面生成Fe3O4，在铝制品表面生成Al2O3。2改变金属内部的组成结构，制成合金。如把钢中加Cr、Ni制成不锈钢。3电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。（1）牺牲阳极的阴极保护法此法应用原电池

5、原理，让被保护金属作为正极（阴极），另找一种活动性较强的金属作为负极（阳极）。例如在锅炉内壁、船舶外壳装上若干锌块，就可保护钢铁设备。发生的电极反应：负极：Zn2e=Zn2+ 正极：O2+4e+2H2O=4OH Zn不断被腐蚀，可定期拆换。而铁得到保护。（2）外加电流的阴极保护法此法应用电解原理，让被保护金属作阴极（接电源负极），惰性电极作辅助阳极（接电源正极），两者都存在于海水中。接上直流电源。例如钢闸门，可用此法防止腐蚀。此法中阳极上放电的微粒是海水中的阴离子，阴极上放电的微粒是海水中的阳离子。【典型例题】类型一：金属的电化学腐蚀例1右图装置中，U形管内为红墨水，a，b试管内分别盛有食盐水

6、和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是（ ）A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：Fe2e=Fe2+Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀【答案】B 【解析】Fe与C及电解质溶液形成原电池，Fe是负极：Fe2e=Fe2+；C是正极。在a中食盐水为中性，发生吸氧腐蚀，a中压强减小；b中氯化铵溶液水解显酸性，发生析氢腐蚀，b中压强增大，红墨水柱液面是左高右低。【总结升华】注意在原电池中较活泼的一极Fe是负极：Fe2e=Fe2+，正极反应要看电解质溶液的酸碱性情况。举一反三：【高清课堂：399291 例1】【变式1

7、】下列说法正确的是A钢铁因含杂质而容易发生电化腐蚀，所以合金都不耐腐蚀B原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀C钢铁电化腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同，引起正极反应不同D无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化 【答案】CD【变式2】钢铁在锈蚀过程中，下列5种变化可能发生的是 （ ） Fe由+2价转化为+3价 O2被还原 产生H2 Fe(OH)3失水形成Fe2O3H2O杂质碳被氧化除去A. B. C. D. 【答案】C类型二：金属腐蚀快慢的比较例2下图各容器中盛海水，铁会在其中发生变化。按铁极腐蚀的速度由快至慢的顺序为 【答案】【解析】中Fe放置在海水中，形成了

8、无数微小的原电池，发生电化学腐蚀。、均构成原电池，中Fe的活泼性强于Sn，Fe作负极被腐蚀；中Zn的活泼性比Fe强，Zn作负极被腐蚀，而Fe被保护。D、E形成电解池，其中D中Fe作阳极被腐蚀，而E中Fe作阴极，被保护。因此Fe被腐蚀由快到慢的顺序为：。【总结升华】在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢由下列原则判断：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。举一反三：【变式1】下列几种金属制品的镀层损坏后，金属腐蚀的速率最快的是（ ）。A镀铝塑料 B食品罐头盒（镀锡） C白铁水桶（镀锌） D镀银铜质奖章【答案】B【变式2】如图，Fe被腐蚀的速率由快到慢的顺序为_。 【答案】

9、【解析】、中，两种金属活泼性差别越大，Fe被腐蚀的速率越快。类型三：金属腐蚀的防护例下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ）A银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀【答案】A、C【解析】银器在空气中久置会被O2所氧化变黑，为化学腐蚀，A正确。当镀层破损时，SnFe可形成原电池，Fe活泼做负极被氧化，镀层不再起到保护作用，B错。轮船外壳与锌块形成原电池，Zn作负极（阳极），从而保护Fe正极（阴极），所以C正确。外加电流的阴极

10、保护法应该让输油管与直流电源的负极相连，故D错误。举一反三：【高清课堂：399291 例5】【变式1】海水的进水钢闸门易被腐蚀，对此的下列说法不正确的是（ ）A钢闸门腐蚀的本质是Fe2e=Fe2+B钢闸门腐蚀主要原因是发生电化学吸氧腐蚀，其阴极反应是O2+2H2O+4e=4OHC将钢闸门与浸入海水的锌块用导线相连，可防止钢闸门腐蚀D将钢闸门与直流电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀【答案】D 【解析】钢闸门在腐蚀过程中铁被氧化为Fe2+，腐蚀原理为吸氧腐蚀型的电化学腐蚀，A、B项对；当将钢闸门与浸入海水的锌块用导线连接起来后就构成了原电池，锌块作负极，钢闸门作正极受到保护，C项对；若将钢闸门与电源正极相连，则其成为阳极被加速腐蚀掉，D项错。