第4章 第3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人教版（教师用书）

第三节　金属的腐蚀与防护 1．了解金属腐蚀的种类和金属腐蚀的危害。 2．明确金属发生电化学腐蚀的本质。 3．了解金属发生腐蚀的原因及现代的防腐措施，感受化学对人类生产和生活的影响。 知识点一　金属的腐蚀 1．金属腐蚀 概念 金属腐蚀是金属或合金与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象 特征 金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面就会发生变化 本质 金属腐蚀的本质是金属__失__电子变成阳离子，发生__氧化__反应 化学 腐蚀 金属与接触到的干燥气体(如O2、CO2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀 电化学 腐蚀 不纯的金属与__电解质__溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化 2．钢铁的电化学腐蚀 类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 腐蚀原理 钢铁的析氢腐蚀示意图 钢铁的吸氧腐蚀示意图 条件 水膜__酸性__较强 水膜__酸性很弱或呈中__性 电池反应 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　 Fe(OH)2最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)： (1)Fe(OH)2→Fe(OH)3：　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　； (2)Fe(OH)3 →Fe2O3·xH2O：2　Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O　。 [思考探究] [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。 [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电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中。 (1)图1实验导管中水柱____________，铁钉表面____________，产生这种现象的原因是________________________________________________________________________。 (2)实验2的电流计的指针____________偏转，说明____________电流通过，若向实验2中插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，将会看到____________，该极电极反应式为：________________________________________________________________________。 (3)若将实验1的溶液换为盐酸(足量)。发生的腐蚀为____________。 (4)若将实验2的溶液换为醋酸(足量)，实验2中____________电流通过，发生的腐蚀为____________。 提示　(1)上升　生锈　铁钉在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀 (2)发生　有　溶液显红色　O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (3)化学腐蚀 (4)有　析氢腐蚀 [归纳提升] 金属的腐蚀类题目的解题思路 (1)正确判断金属的腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀。发生原电池反应引起的腐蚀为电化学腐蚀，无原电池反应发生的腐蚀为化学腐蚀。 (2)如果是电化学腐蚀。判断出正、负极，较活泼的金属为负极被腐蚀，较不活泼的金属为正极被保护。 (3)正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、中性溶液中发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液中发生析氢腐蚀。 (4)根据金属活动性顺序表分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀。金属活动性顺序表中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀；金属活动性顺序在氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。 1．如图所示的钢铁腐蚀中，下列说法正确的是(　　) A．碳表面发生氧化反应 B．钢铁被腐蚀的最终产物为FeO C．生活中钢铁制品的腐蚀以图①所示为主 D．图②中，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 解析　 D　 结合图示可知①为析氢腐蚀，②为吸氧腐蚀，两种腐蚀中Fe均作负极发生氧化反应，碳均作正极发生还原反应，A项错误；钢铁被腐蚀后最终转化为铁锈，其主要成分是Fe2O3·xH2O，B项错误；生活中钢铁制品主要以图②的吸氧腐蚀为主，C项错误；图②中正极上O2被还原，转化为OH－，D项正确。 2．研究生铁的锈蚀，下列分析不正确的是(　　) 序号 ① ② ③ 实验 现象 8小时未观察 到明显锈蚀 8小时未观察 到明显锈蚀 1小时观察 到明显锈蚀 A．①中，NaCl溶液中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀 B．②