专题1 第三单元 金属的腐蚀与防护-2021-2022学年高二化学【步步高】学习笔记（苏教版2019选择性必修1）粤渝闽苏桂word

第三单元　金属的腐蚀与防护 [核心素养发展目标]　1.了解金属腐蚀的原因，能结合生活及实验探究理解电化学腐蚀的原理，正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式，提高科学探究与创新意识。2.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，树立防止金属腐蚀的意识，培养科学态度与社会责任。 一、金属的电化学腐蚀 1．金属腐蚀 2．化学腐蚀和电化学腐蚀 金属腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀 不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀 现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀 区别 无电流产生 有微弱电流产生 实质与 联系 (1)实质：都是金属原子失去电子被氧化而损耗；(2)化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍 3.钢铁的电化学腐蚀 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 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 后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·nH2O)，反应如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·nH2O＋(3－n)H2O 联系 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 (1)无论化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属的腐蚀都是失电子被氧化的过程(　　) (2)钢铁的腐蚀以吸氧腐蚀为主(　　) (3)铜在酸性条件也可以发生析氢腐蚀(　　) (4)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋(　　) (5)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更易生锈(　　) (6)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)× 1．为什么钢铁在干燥的空气中不易腐蚀，在潮湿的空气中却易腐蚀？ 提示　钢铁在潮湿的空气中，表面形成一层电解质溶液的水膜，构成原电池，发生电化学腐蚀，增大了腐蚀速率。 2．比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀有何不同？ 提示　钢铁表面水膜酸碱性不同，正极反应式不同： 钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，发生析氢腐蚀，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑； 钢铁表面的电解质溶液呈中性或呈弱酸性并溶有O2时，发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。 3．钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的相同点是什么？ 提示　都是铁作负极，碳作正极，且负极反应式相同，都是铁原子失电子被氧化。 4．在下图装置中： (1)电流计指针是否偏转？ 提示　偏转。 (2)若电流计指针偏转，写出Zn极、C极上的反应式。 提示　Zn极：Zn－2e－===Zn2＋； C极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。 (3)金属锌发生哪种腐蚀？ 提示　吸氧腐蚀。 1.如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是(　　) A．生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应 B．雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀 C．墨水回升时，碳极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．具支试管中溶液pH逐渐减小 答案　C 解析　生铁片中的碳是原电池的正极，A错误；雨水酸性较强，开始时铁片发生析氢腐蚀，产生氢气，导管内液面下降，一段时间后铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面回升，B错误；墨水回升时，铁片发生吸氧腐蚀，碳极为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管中溶液pH都增大，D错误。 2.铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．正极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ B．此过程中还涉及反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 C．此过程中Fe、Cu均被腐蚀 D．此过程中电流从Fe流向Cu 答案　B 解析　铁铆钉吸氧腐蚀的正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，铜作正极不被腐蚀，电子从负极通过导线流向正极。 3.(2020·山西忻州一中高二上期末)如图是钢铁在海水中锈蚀过程的模型，若有0.2 mol电子发生转移，下列说法正确的是(　　) A．该金属腐蚀过程为析氢腐蚀 B．有2.8 g铁被腐蚀 C．钢铁表面出现气体 D．消耗气体体积约为1.12 L(标准状况下) 答案　D 解析　从题图中看出，空气中的氧气在正极放电，所以发生了吸氧腐蚀