内容正文:
第三单元 金属的腐蚀与防护
[预习作业]
(建议用时:15分钟)
一、金属的电化学腐蚀
1.金属腐蚀
(1)定义:金属或合金与周围环境中的物质发生________而腐蚀损耗的现象,本质是金属原子________电子被________的过程。
(2)类型
①化学腐蚀:指金属与其他物质__________发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中__________电流产生。
②电化学腐蚀:指不纯的金属或合金发生________反应,使较活泼的金属________电子被________而引起的腐蚀。
答案 (1)化学反应 失去 氧化
(2)①直接接触 无 ②原电池 失去 氧化
2.电化学腐蚀(以钢铁为例)
(1)吸氧腐蚀:钢铁表面吸附的水膜溶解有O2且水膜________或呈________时,氧气参加电极反应,发生吸氧腐蚀。
(2)析氢腐蚀:钢铁表面的水膜________较强,腐蚀过程中不断有________放出。
随着H2的析出,水膜的pH________,Fe2+与OH-结合生成Fe(OH)2,进而形成铁锈。
答案 (1)酸性很弱 中性 2Fe-4e-===2Fe2+ 2H2O+O2+4e-===4OH- 2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(2)酸性 H2 Fe-2e-===Fe2+ 2H++2e-===H2↑ Fe+2H+===Fe2++H2↑ 上升
二、金属的电化学防护
1.牺牲阳极的阴极保护法
将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起,更活泼的金属作__________被腐蚀,作为__________的金属被保护。
答案 阳极(负极) 阴极(正极)
2.外加电流的阴极保护法(原理如图)
答案 负极 正极
1.下列对钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较,合理的是( )
A.负极反应不同 B.正极反应相同
C.析氢腐蚀更普遍 D.都是电化学腐蚀
答案 D
解析 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀过程中,负极都是铁放电生成亚铁离子,负极反应相同,A错误;钢铁的析氢腐蚀过程中,正极是水膜中氢离子放电生成氢气,吸氧腐蚀过程中,正极是水膜中氧气放电生成氢氧根离子,正极反应不同,B错误;在钢铁的电化学腐蚀中,钢铁的吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍,C错误;钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀都是电化学腐蚀,D正确。
2.下列事实中,与电化学腐蚀无关的是( )
A.埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀
B.在空气中,金属银的表面生成一层黑色物质
C.在电工操作中,铜导线和铁线不能放在一起使用
D.镀银的铁制品,镀层部分受损后,露出的铁表面易被腐蚀
答案 B
解析 纯银久置表面变黑是由于金属银和空气中少量的H2S等发生反应,属于化学腐蚀,与电化学腐蚀无关。
3.为了保护舰艇(主要是钢合金材料),一般会在舰体表面镶嵌金属块(R)。下列有关说法不正确的是( )
A.这种保护舰体的方法叫做牺牲阳极的阴极保护法
B.金属块R可能是镁或锌
C.海水呈弱碱性,舰艇在海水中易发生析氢腐蚀
D.正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
答案 C
解析 在舰体表面镶嵌金属块(R),这种保护方法利用原电池原理,需要金属块R比铁活泼,R作负极,钢铁作正极,这种方法叫做牺牲阳极的阴极保护法,A正确;金属块R比铁活泼,可能是镁或锌,B正确;钢铁材料在弱碱性海水中主要发生吸氧腐蚀,C错误;吸氧腐蚀过程中,正极上发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,D正确。
[课时作业]
(建议用时:40分钟)
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.下列关于金属腐蚀的说法正确的是( )
A.金属在潮湿的空气中腐蚀的实质:M+nH2O===M(OH)n+H2↑
B.金属的化学腐蚀的实质是M-ne-===Mn+,该过程有电流产生
C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行
D.在潮湿的中性环境中,金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
答案 D
解析 金属在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀而变质,A错误;金属的化学腐蚀的实质为M-ne-===Mn+,是金属直接和氧化剂反应的过程,不产生电流,B错误;金属的化学腐蚀在酸性或碱性环境下均可进行,如金属铝在盐酸或NaOH溶液中均发生化学腐蚀,C错误;在潮湿的中性环境中,金属的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主,D正确。
[归纳总结]
化学腐蚀与电化学腐蚀相同点都是造成金属被氧化腐蚀。不同点是化学腐蚀是金属和氧化剂直接发生氧化还原反应,无电流产生;电化学腐蚀是发生原电池反应,有电流产生。
2.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )
A.纯银器表面在空气中因发生电化学腐蚀逐渐变暗
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