4.3 金属的腐蚀与防护-【创新设计】2021-2022新教材高二化学选择性必修1·同步学考笔记（人教版）鲁琼word

第三节　金属的腐蚀与防护 【课程标准要求】　 1.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害。 2.了解防止金属腐蚀的措施。 3.能利用电化学原理解释金属腐蚀的现象，选择并设计防腐蚀措施。 一、金属的腐蚀 1.金属腐蚀 (1)概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。 (2)分类：由于与金属接触的气体或液体物质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般金属腐蚀可分为两类：化学腐蚀与电化学腐蚀。 2.化学腐蚀与电化学腐蚀 3.钢铁的电化学腐蚀 由于条件下同，钢铁腐蚀可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种类型。 类别 项目 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 条件 水膜酸性较强 水膜酸性较弱或呈中性 电极 反应 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 2H＋＋2e－===H2↑ 2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2 联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 【微自测】 1.判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(×) (2)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋(×) (3)纯银制品表面变黑和钢铁表面生锈的腐蚀原理相同(×) (4)钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀(×) 二、金属的防护 1.金属的防护原理 金属的防护主要是从金属与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑的。 2.金属防护的措施 (1)改变金属材料的组成 在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金，例如，在普通钢中加入铬、镍等制成不锈钢产品。 (2)在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。 ①在钢铁表面喷涂油漆、矿物油脂或覆盖搪瓷、塑料等。用电镀的方法在钢铁表面镀上一层锌、锡、铬、镍等金属。 ②用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理，利用阳极氧化处理铝制品的表面，形成致密的氧化膜而钝化等。 ③采用离子注入、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜等。 (3)电化学保护法 电化学 保护 牺牲阳极 外加电流法 依据 原电池原理 电解池原理 原理 被保护金属作正极(阴极)；活泼金属作负极(阳极)。阳极要定期予以更换 将被保护金属与电源的负极相连作阴极；另一附加电极与电源的正极相连作阳极 实例 示意图 【微自测】 2.远洋轮船的船体材料是合金钢，为了避免船体遭受腐蚀，通常在船壳(船底及船侧)上镶嵌一些金属块M。下列有关说法错误的是(　　) A.该方法称为牺牲阳极法 B.M可以是锌、镁、锡等金属 C.船壳主要发生吸氧腐蚀 D.该方法中负极反应为M－ne－===Mn＋ 答案　B 解析　为避免船体遭受腐蚀，通常在船壳上镶嵌锌等比铁更活泼的金属，发生腐蚀时形成原电池，船体作正极而受到保护，该方法称为牺牲阳极，A正确；金属M可以是锌、镁等比铁活泼的金属，但不能是锡等比铁活泼性弱的金属，B错误；海水呈弱碱性，船壳在海水中发生吸氧腐蚀，C正确；该方法中，M作负极发生氧化反应，电极反应式为M－ne－===Mn＋，D正确。 一、金属电化学腐蚀的类型与条件 【实验探究】 实验1：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。一段时间后，观察导管中水柱和铁钉的变化。如图1。 实验2：向100 mL烧杯中加入约50 mL饱和食盐水后，插入两个玻璃筒(无底)；将一个无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与检流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中。如图2。 (1)实验1的实验现象是什么？铁钉为什么会生锈？请分析变化的原因。 提示：实验1导气管中的水柱上升，铁钉生锈；铁钉中的Fe、C及食盐水三者构成原电池，发生了电化学腐蚀，导气管中的水柱上升，说明发生了吸氧腐蚀。 (2)实验2的检流计指针是否偏转？若向实验2中插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，将会观察到什么现象？写出该电极的电极反应式。 提示：检流计指针发生偏转；向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞，溶液变红；2H2O＋O2＋4e－===4OH－。 (3)若将实验1和实验2的溶液换成盐酸(均足量)，实验1的实验现象是什么？说明发生的是哪种类型的电化学腐蚀？实验2中是否有电流通过？写出两极的电极反应式。 提示：铁钉表面有气泡冒出，铁钉逐渐溶解直至消失，试管中导管口有气泡冒出；发生的是析氢腐蚀；有电流通过；正极(碳棒)：2H＋＋2e－===H2↑，负极(铁钉)：Fe－2e－===Fe2＋。 【核心归纳】 1.金属化学腐蚀和电化学腐蚀的联系和区别 2.解答金属腐蚀类题目的思路 (1)正确判断金属的腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀