4.4 金属的电化学腐蚀与防护-【帮课堂】高二化学同步学与练（沪科版2020选择性必修1）

4.4 金属的电化学腐蚀与防护 学习聚焦 知识精讲 知识点01 金属的腐蚀 金属腐蚀的本质：是金属或合金被氧化而损耗的过程。 (1)化学腐蚀：金属或合金直接与周围介质发生反应而产生的腐蚀，直接被氧化剂氧化，无电流产生；。 (2)电化学腐蚀：不纯的金属或合金与周围电解质溶液接触而发生原电池反应产生的腐蚀，相对活泼的金属被氧化，有电流产生．钢铁的电化腐蚀又分为析氢腐蚀（酸性条件下）和吸氧腐蚀（中性或碱性条件下）． 钢铁腐蚀的电极反应方程式 吸氧腐蚀：负极：2Fe一4e→2Fe2+，正极：O2+2H2O+4e→4OH- 析氢腐蚀 ：负极：2Fe一4e→2Fe2+，正极： 2H++2e→H2↑) 金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，例如，钢铁生锈的主要过程为： 析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例） 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强（pH＜4.3 水膜酸性很弱或中性 电极反应 负极 Fe-2e—=Fe2+ 正极 2H++2e—=H2↑ O2+2H2O+4e—=4OH— 总反应式 Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 【即学即练1】学校化学兴趣小组模拟铝的电化学腐蚀实验从而探究铝制品表面出现白斑的原因，装置如图所示，下列说法错误的是 A．铝在发生腐蚀的过程中将化学能转变成电能和热能 B．电流从铝箔通过电流表流向活性炭 C．活性炭粉的存在加速了铝箔的腐蚀 D．该反应总反应为，生成的进一步脱水形成白斑 知识点02 金属的防护 一般有三条途径：其一是改变金属内部结构，如制成合金； 其二是涂保护层，保持干燥； 其三是电化学保护法[牺牲阳极的阴极保护法(被保护金属作负极)； 外加电源的阴极保护法(被保护金属接电源的负极)]。 【即学即练2】与地震、海啸等自然灾害相比，腐蚀同样具备极强的破坏力。研究发现，每1.5分钟，全世界就有2吨的钢铁被腐蚀成铁锈，某学习小组探究金属电化学腐蚀与防护原理的示意图如下，下列说法错误的是 A．若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点表面铁锈最多 B．若X为食盐水，K与M连接，石墨处溶液pH增大 C．若X为稀盐酸，K分别与N、M连接，前者Fe腐蚀得更快 D．K与M连接，石墨电极上的反应式为，则X可能为稀盐酸 常见考法一 金属的腐蚀常见考法 【例1】下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 A．图b中，开关由M改置于N时，合金的腐蚀速率减小 B．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 C．图d中，钢铁轮船外壳连接一块金属A(铜块)可以减缓船体外壳腐蚀速度 D．图c中，接通开关时腐蚀速率增大，上放出气体的速率也增大 必杀技 【同步练习1】利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。 (1)若为铜，为减缓铁的腐蚀，开关应置于 _______ 处，铁棒上发生的电极反应为 _______ ，该种防护方法称为 _______ 。 (2)若为锌棒，开关置于 _______ 处，铁棒上的电极反应为 _______ 该电化学防护法称为 _______ 。 常见考法二 金属的防护 【例2】某地下输油管为钢质材料，且该地下输油管所在区域内为潮湿土壤，为减缓输油管的腐蚀，科研人员设计如图所示装置保护输油管。下列叙述正确的是 A．金属M可能是锌、锡等金属 B．输油管的保护过程是电能转化为化学能的过程 C．金属M失电子，电子沿导线源源不断地输送到输油管 D．正极的电极反应一定是 必杀技 【同步练习2】实验小组研究金属电化学腐蚀，实验如下： 序号 实验 实验Ⅰ 铁钉表面及周边未见明显变化 铁钉周边零星、随机出现极少量红色和蓝色区域，有少量红棕色铁锈生成 实验Ⅱ 铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现 锌片周边未见明显变化 铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现 锌片周边未见明显变化 下列说法不正确的是A．实验Ⅰ中铁钉发生了吸氧腐蚀 B．实验Ⅱ中锌片未发生反应 C．实验Ⅱ中正极的电极反应式： D．若将片换成片，推测片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色 【答案】B 【解析】A．根据实验现象可知，实验Ⅰ中铁钉被空气中氧气氧化，随机出现极少量红色和蓝色区域，Fe2+与K3[Fe(CN6)]会生成蓝色沉淀，OH-在酚酞作用下会使溶液变红，故反应过程中溶液存在OH-、Fe2+，最后有少量红棕色铁锈生成，发生了吸氧腐蚀，A项正确； B．实验Ⅱ的反应速率比实验Ⅰ快，实验ⅠI中形成了以铁为正极，锌为负极的原电池，锌片发生氧化反应，B项错误； C．实验Ⅱ中，溶液酸性较弱，且由铁钉周边出现红色区域可知，正极的电极反应式：，C项正确； D．若将片换成片，则实验Ⅱ中，铁为负极，电极