4.3 金属的腐蚀与防护-【2小时巩固提升】2023-2024学年高二化学同步精品讲义+课时作业（人教版2019选择性必修1）

第四章 化学能与电能 第3节 金属的腐蚀与防护 1.了解金属腐蚀及其危害。 2.了解金属电化学腐蚀的原因。 3.能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。 4.掌握金属腐蚀的防护方法。 知识点一 金属的腐蚀。 知识点二 金属的防护。 知识点一 金属的腐蚀 一、金属腐蚀的本质：金属原子失去电子变成金属阳离子，金属发生氧化反应。 二、金属腐蚀的类型 1.化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 金属跟接触到的物质直接发生化学反应引起的腐蚀 不纯金属(或合金)接触到电解质溶液所发生的原电池反应，较活泼金属原子失去电子被氧化而引起的腐蚀 条件 金属与接触到的物质直接反应 不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应 本质 M－ne－===Mn＋ M－ne－===Mn＋ 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 联系 电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重 2.电化学腐蚀类型：析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例) 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性 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 联系 吸氧腐蚀更普遍 铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。 【例1】铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，示意图如下。下列说法不正确的是(　　) A．腐蚀过程中铜极上始终只发生：2H＋＋2e－===H2↑ B．若水膜中溶有食盐将加快铁铆钉的腐蚀 C．若在金属表面涂一层油脂，能防止铁铆钉被腐蚀 D．若将该铜板与直流电源负极相连，则铁、铜均难被腐蚀 【例2】某同学进行下列实验： 操作 现象 取一块打磨过的生铁片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水 放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”，其边缘为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈 下列说法不合理的是(　　) A．生铁片发生吸氧腐蚀 B．中心区的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ C．边缘处的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．交界处发生的反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋ 【例3】下列说法正确的是(　　) A．生产和生活中，化学腐蚀比电化学腐蚀普遍，危害更大 B．大多数金属腐蚀的原因是发生氧化还原反应 C．化学腐蚀的速率随着温度升高而加快 D．化学腐蚀和电化学腐蚀过程中都产生电流 【变式1】将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是(　　) A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移 B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈 D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e－=Cu2＋ 【变式2】下列与金属腐蚀有关的说法正确的是(　　) A．图a中，铁钉易被腐蚀 B．图b中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀 C．图c中，接通开关时Zn的腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大 D．钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应是Fe－3e－=Fe3＋ 知识点二 金属的防护 一、金属防护原理：金属防护就是防止金属的腐蚀，要解决的主要问题是使金属不被氧化，应从金属腐蚀的化学反应原理、腐蚀的类型等方面来确定金属防护的具体方法。 二、金属防护的方法 1.改变金属的内部组织结构：如把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大增强了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。 2.在金属表面覆盖保护层：（1）喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等；（2）电镀一层金属；（3）发蓝处理；（4）阳极氧化处理铝制品，形成钝化膜等。 3.电化学保护法 （1）牺牲阳极法：原电池原理，外接活泼金属作极(阳极)使被保护金属作极(阴极)。形成原电池时，被保护的金属作正极，不发生化学反应受到保护；活泼金属作负极，发生化学反应受到腐蚀。负极要定期予以更换。 （2）外加电流法：电解原理