第四章 第三节　金属的腐蚀与防护 -【优化探究】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1同步导学案配套教参（人教版，单选）

第三节　金属的腐蚀与防护 　金属的腐蚀 授课提示：对应学生用书第109页 1．概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。 2．分类 (1)化学腐蚀：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。 (2)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，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。电化学腐蚀又可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。 3．钢铁的电化学腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 条件 水膜酸性较强 水膜呈中性或酸性很弱 电极 反应 负极(Fe) Fe－2e－===Fe2+ Fe－2e－===Fe2+ 正极(C) 2H＋＋2e－===H2↑ 2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 续表 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 总反应 Fe＋2H＋=== Fe2+＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O ===2Fe(OH)2 其他反应 4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3，Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈(Fe2O3·xH2O) 相互关系 析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生，金属的腐蚀以吸氧腐蚀为主，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍 判断下列说法是否正确，正确的画“√”，不正确的画“×”。 1．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生。(√) 2．电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程。(×) 授课提示：对应学生用书第110页 根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同，钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。铜板上铁钉处的电化学腐蚀如图所示： 铁钉的析氢腐蚀示意图 铁钉的吸氧腐蚀示意图 问题1：铁钉在什么条件下发生析氢腐蚀？分析其原理。 答案：如果铁钉表面水膜的酸性较强(如在某些化工厂附近的酸性气氛中)，此时，正极就会析出氢气，其电极反应如下： 负极：Fe－2e－===Fe2+(氧化反应) 正极：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应) 总反应：Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑。 问题2：铁钉在什么条件下发生吸氧腐蚀？分析其原理。 答案：通常情况下，在潮湿的空气中，铁钉表面凝结了一层溶解有氧气的水膜，它与铁钉中的碳和铁形成原电池。这些微小的原电池遍布铁钉表面。 Fe为负极，碳为正极，溶有O2的水膜为电解质溶液。 负极：Fe－2e－===Fe2+(氧化反应) 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(还原反应) 总反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2。 在空气中，Fe(OH)2进一步被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水生成的Fe2O3·xH2O为铁锈的主要成分。因此铁在这种环境中被腐蚀称为吸氧腐蚀。 问题3：如何区分金属的腐蚀是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀？ 答案：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、酸性很弱或中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。 问题4：金属的吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍的原因是什么？ 答案：原因有两个：一是发生吸氧腐蚀的环境更常见；二是按照金属活动性顺序，“H”前金属既可以发生析氢腐蚀也可以发生吸氧腐蚀，“H”后金属只能发生吸氧腐蚀。 1．化学腐蚀与电化学腐蚀的区别和联系 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 条件 金属与氧化性物质直接接触 水膜中溶有O2，呈极弱酸性或中性(吸氧腐蚀)或水膜酸性较强(析氢腐蚀) 续表 化学腐蚀 电化学腐蚀(主要) 本质 金属被氧化生成金属离子 区别 无电流产生 有微弱电流产生 联系 通常两种腐蚀同时存在，但电化学腐蚀比化学腐蚀更普通，危害也更大 2.金属腐蚀的快慢比较 (1)原电池正极、电解池阴极受到保护。 (2)在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。 1．下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是(　　) A．钢铁在潮湿的空气中生锈属于电化学腐蚀 B．电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀 C．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程 D．铝具有较强的抗腐蚀能力，是因为其不易与氧气发生反应 解析：钢铁在潮湿的空气中容易形成原电池，属于电化学腐蚀，A项正确；电化学腐蚀根据环境不同一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，B项正确；金属腐蚀时失去电子形成阳离子，金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程，C项正确；铝表面极易形成致密的氧化膜，氧化膜能保护内层金属不被腐蚀，D