第1章 第4节　金属的腐蚀与防护-【精讲精练】2023-2024学年高中化学选择性必修1鲁科版(教师用书)

令学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 #第4节金属的腐蚀与防护 [知识素养目标] 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.能从宏观与微观结合的视角对金属防护进行分类。 3.能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。 知识整合·新知探究 /通教材·理知识”素养初成 知识点一金属电化学腐蚀的原理 知识梳理 1.金属腐蚀的定义和分类 ()概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还愿反应而引起损耗的 现象。 (2)本质：M一e-一M+。 (3)分类 ①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质（如O2、C2、SO,等）直接反应而引起的 腐蚀。 ②电化学腐蚀：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼 的金属发生氧化反应而被腐蚀。 2.金属电化学腐蚀的原理 (1)电化学腐蚀：当两种金属相接触且又同时暴露在潮湿空气里或与电解质溶液接触时， 由于形成原电池而发生腐蚀，这种腐蚀就是电化学腐蚀。其实质是被腐蚀的金届作原电 池的负极而失电子被氧化。 (2)吸氧腐蚀：当铁钉表面的电解质溶液呈中性或呈弱酸性并溶有O2时，将会 发生吸氧腐蚀。 负极反应为2Fe-4e—2Fe2+: 正极反应为O2十4e-+2HO一4OH-: 总反应为2Fe+2H2O+O2一2Fe(OHz。 Fe(OHD2继续与O2作用： 4Fe(OH2十2H,O+O2一4Fe(OH3,Fe(OH3脱去一部分 水生成Fe2OxH2O(铁锈的主要成分)。 (③)析氢腐蚀：当铁钉表面的电解质溶液酸性较强时，腐蚀过程中有H2放出。 负极反应为Fe-2e-一Fe2+; 正极反应为2H++2e-一H2↑： 总反应为Fe+2H+一Fe2++H21 →关键能力 ·独家授权侵权必究 享学科网书城国 品牌书店·知名数辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 [实验]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。 G 食盐水 浸泡过 的铁钉⑨ 图1 图2 [实验2】向100mL烧杯中加入约50mL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？说明什么问题？请分析变化的原因。 提示：实验1中导管中的水柱上升，铁钉生锈。说明该过程铁钉被腐蚀。铁钉发生的是 吸氧腐蚀。 2.实验2的检流计的指针是否偏转？说明什么问题？若向实验2的插入碳棒的玻璃筒内 滴入酚酞溶液，将会看到什么现象？说明什么问题？请写出相关电极反应式。 提示：检流计指针偏转。说明有电流通过。向碳棒一端加入酚酞，显红色。说明该极的 电极反应为O2+2H2O+4e-一4OH-。 3.若将实验1和实验2的溶液换为盐酸（均足量）。实验1存在哪些形式的化学腐蚀？实 验2中是否有电流通过？写出相关电极反应式。 提示：若换为盐酸，则实验1中会发生铁与盐酸的化学腐蚀，同时也有电化学腐蚀。实 验2中则发生电化学篇蚀。正极：2H++2e—H2↑，负极：Fe-2e一Fe2+。 [归纳提升] 1.化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 金属跟非金属 不纯的金属或合金 条件 单质直接接触 跟电解质溶液接触 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本圆 金属被氧化 较活泼金属被氧化 联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 2. 钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较 类型 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，呈中性或碱性 负极 Fe-2e--Fe2+ 电极反应 正极 2H++2e=H2t O2+2H20+4e-40H 独家授权侵权必究 享学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 总反 Fe+2H+-Fe2++H2t 2Fe+O2+2HO一2Fe(OH2 应式 联系 吸氧腐蚀更普遍 特别提醒 在通常惰况下，潮湿的空气中水膜酸性较弱，金属在潮湿的空气中主要发生的是吸氧腐 蚀。 中素养提升 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() 生铁片 pH=4 的雨水电红墨水琶 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十4e-4OH- D.具支试管中溶液pH逐渐减小 解析C生铁片中的碳是原电池的正极，A不合理：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