1.4 金属的腐蚀与防护-2021-2022学年高二化学【步步高】学习笔记（鲁科版2019选择性必修1）鲁琼word

第4节　金属的腐蚀与防护 【课程标准要求】　 1．了解金属腐蚀的原因。 2．理解金属电化学腐蚀的原理及类型。 3．掌握金属防护的方法、能够利用电化学知识进行金属的防护。 4．掌握电化学腐蚀原理的应用。 一、金属电化学腐蚀的原理 1.金属的腐蚀 2．化学腐蚀和电化学腐蚀 3．钢铁的电化学腐蚀 (1)实质：金属失电子被氧化 (2)腐蚀条件 (3)析氢腐蚀和吸氧腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 条件 水膜酸性较强 水膜酸性弱或呈中性 电极反应 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2， 4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 【微自测】 1．下列描述中，正确的画“√”，错误的画“×” (1)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样(×) (2)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(×) (3)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋(×) (4)金属发生电化学腐蚀和化学腐蚀的实质相同(√) (5)钢铁在潮湿的空气中易发生化学腐蚀 (×) (6)菜刀放于盐水中主要发生吸氧腐蚀(√) 二、金属腐蚀的防护 1.电化学防护 电化学防护 牺牲阳极保护法 阴极电保护法 (外加电流的阴极保护法) 依据 原电池原理 电解池原理 原理 被保护的金属做正极(阴极)；活泼金属做负极(阳极)。阳极要定期予以更换 将被保护的金属与电源的负极相连接作阴极；另一附加电极与电源正极相连做阳极 实例实 例图 2.其他保护法 (1)加涂保护层：如采用喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法，使金属与空气、水等物质隔离，防止金属被氧化腐蚀。 (2)改变金属的内部结构：如把铬、镍等金属加入普通钢里制成耐腐蚀的不锈钢。 【微自测】 2．下列描述中，正确的画“√”，错误的画“×” (1)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用(×) (2)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性(√) (3)在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质，能够减缓金属的腐蚀(√) (4)用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等，能够减缓金属的腐蚀(√) (5)把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大地增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力(√) (6)给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相连接以防止铁腐蚀(√) 三、电化学腐蚀原理的应用 1.铁腐蚀能消耗空气中的氧气，利用这一原理可以快速测定空气中氧气的含量。 2．铁腐蚀的反应消耗氧气和水，以铁粉为主要成分制成双吸剂放入食品包装袋，可以延长食物的保质期。 3．铁腐蚀的过程放热，利用这一特点可以制成一次性保暖贴。 4．利用微电解技术处理工业废水 该技术利用铁屑中的铁和碳组分分别作为微小电池的负极材料和正极材料，铁屑中的铁和废水中的H＋或氧气分别作为负极反应物和正极反应物，废水作为离子导体，发生的电极反应如下 负极：Fe－2e－===Fe2＋； 正极：2H＋＋2e－===H2↑(酸性条件)； O2＋2H2O＋4e－===4OH－(碱性或中性条件)。 【微自测】 3．糕点包装中常用的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是(　　) A．脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期 B．脱氧过程中铁做原电池正极，电极反应：Fe－3e－===Fe3＋ C．脱氧过程中碳做原电池负极，电极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况) 答案　D 解析　钢铁腐蚀中铁做负极，碳做正极，B、C错误；n(Fe)＝0.02 mol，负极电极反应式：2Fe－4e－===2Fe2＋，生成的Fe2＋与正极生成的OH－结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，所以0.02 mol Fe最终失去0.06 mol电子，消耗n(O2)＝＝0.015 mol，V(O2)＝0.015 mol×22.4 L·mol－1＝0.336 L＝336 mL，D选项正确。 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