专题1 第三单元 金属的腐蚀与防护-【一线调研】2023-2024学年高中化学同步讲练测选择性必修1（苏教版）

│ 化学·选择性必修1·SJ 第三单元 金属的腐蚀与防护 一 线 初 探 知识清单 一、金属的腐蚀 1.金属的腐蚀及分类 概念 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 金属原子失去电子而被 的过程 类 型 化学 腐蚀 金属与其他物质直接接触发生 而引起的腐蚀 电化学 腐蚀 不纯的金属或合金发生 反应,使 较活泼的金属 而引起 的腐蚀 2.金属的电化学腐蚀(以钢铁腐蚀为例) (1)吸氧腐蚀:通常情况下,在潮湿的空气 中,钢铁表面凝结了一层溶解有氧气的水膜时, 将会发生吸氧腐蚀。 ①负极反应式为 ; ②正极反应式为 ; ③总反应方程式为 。 ④铁锈(Fe2O3·nH2O)的形成: 4Fe(OH)2+O2+2H2O􀪅􀪅4Fe(OH)3, 2Fe(OH)3􀪅􀪅Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O。 (2)析氢腐蚀:当钢铁表面水膜的 较强时,腐蚀过程中正极会有氢气放出。 钢铁的析氢腐蚀示意图 ①负极反应式为 ; ②正极反应式为 ; ③总反应方程式为 。 随着氢气的析出,水膜的pH 上升,Fe2+与 OH-结合生成Fe(OH)2,Fe(OH)2 继续与空 气中的O2 作用,生成Fe(OH)3,进而形成铁锈。 二、金属的防护方法 1.在金属的表面覆盖保护层 (1)具体方法:如在钢铁表面 或油 漆、覆盖塑料、 等。 (2)目的:使钢铁与 、 隔绝,以 达到防止钢铁锈蚀的目的。 2.电化学保护法 (1)牺 牲 阳 极 的 阴 极 保 护 法———原 电 池 原理 ①原理:将被保护金属与比其 的 金属连接在一起,更活泼的金属(如镁、锌等)作 极( 极),在不断被腐蚀后定期更换,而 作为 极( 极)的金属就不易被腐蚀而得 到保护。 ②应用:常用于保护海轮外壳及石 油 管 道等。 (2)外加电流的阴极保护法———电解原理 ·23· {#{QQABZQSUggAAAAIAAQgCEwFSCgMQkBECAAoORAAMIAAAQANABAA=}#} 专题1 │ 化学反应与能量变化 ①原理:将被保护的钢铁设备作为 极, 另加惰性电极作为 极,两者都处在电解质 溶液(如海水)中,接上外加直流电源。通电后, 电子流向被保护的钢铁设备,在钢铁表面积累 了大量的负电荷,从而抑制钢铁失去电子,阻止 钢铁被腐蚀。 ②应用:用于防止土壤、海水及河水中金属 设备的腐蚀。 3.改变金属组成或结构 如在金属中添加其他元素形成耐蚀合金等。 知识问卷 判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。 (1)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成 氧化物。 ( ) (2)铜在酸性较强的溶液中均可发生析氢 腐蚀。 ( ) (3)钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电 子生成Fe3+。 ( ) (4)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀 原理一样。 ( ) (5)镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比镀铜 前更容易生锈。 ( ) (6)外加电流法是将被保护金属接在直流 电源的正极。 ( ) (7)在船体外嵌入锌块,可以减缓船体的腐 蚀,属于牺牲阴极法。 ( ) (8)在潮湿空气中,钢铁表面形成水膜,金 属发生的一定是吸氧腐蚀。 ( ) 课 堂 调 研 调研一 化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 问 题 呈 现 1.在潮湿空气中,钢铁制品表面会形成一 层水膜,空气中的哪些气体会溶解在其中形成 电解质溶液? 2.在探究保护铁的牺牲阳极法的实验中, 所用试剂K3[Fe(CN)6]溶液的作用是什么? 3.与铜质水龙头连接处的钢质水管易生 锈,为什么? 4.你认为在硫酸厂附近的金属发生的主要 是哪一类腐蚀? 深 化 拓 展 1.化学腐蚀与电化学腐蚀的区别与联系 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀(主要) 定义 金属与其表面接 触的一些物质(如 O2、Cl2、SO2 等) 直接反应而引起 的腐蚀 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 吸氧腐蚀(主要) 析氢腐蚀 条件 金属与某些单质 或某些非电解质 直接接触 水膜中溶有O2, 呈 极 弱 酸 性 或中性 水 膜 酸 性 较强 ·33· {#{QQABZQSUggAAAAIAAQgCEwFSCgMQkBECAAoORAAMIAAAQANABAA=}#} │ 化学·选择性必修1·SJ 续表 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀(主要) 现象 无电流产生 有微弱电流产生 反应 式(以 铁腐蚀 为例) 2Fe+3Cl2􀪅􀪅 2FeCl3 负极:Fe-2e-􀪅􀪅Fe2+ 正极:2H2O+O2+ 4e-􀪅􀪅4OH- 正极:2H+ + 2e-�