4.4金属的电化学腐蚀与防护-【划重点】2023-2024学年高二化学同步讲与练（沪科2020选择性必修1）

4.4金属的电化学腐蚀与防护 学习目标 重难点 1．理解金属腐蚀的本质 2．知道析氢腐蚀和吸氧腐蚀 重点： 了解金属的电化学腐蚀与防护 知识01 金属的电化学腐蚀 · 金属的腐蚀 金属腐蚀的本质：是金属或合金被氧化而损耗的过程。 (1)化学腐蚀：金属或合金直接与周围介质发生反应而产生的腐蚀，直接被氧化剂氧化，无电流产生；。 (2)电化学腐蚀：不纯的金属或合金与周围电解质溶液接触而发生原电池反应产生的腐蚀，相对活泼的金属被氧化，有电流产生．钢铁的电化腐蚀又分为析氢腐蚀（酸性条件下）和吸氧腐蚀（中性或碱性条件下）． 钢铁腐蚀的电极反应方程式 吸氧腐蚀：负极：2Fe一4e=2Fe2+，正极：O2+2H2O+4e=4OH- 析氢腐蚀 ：负极：2Fe一4e=2Fe2+，正极： 2H++2e=H2↑ 金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，例如，钢铁生锈的主要过程为： 析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例） 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 金属的析氢腐蚀 金属的吸氧腐蚀 例1（2023·上海·高三专题练习）用氯化钠溶液润湿的滤纸分别做甲、乙两个实验，下列判断不正确的是 A．a极上发生氧化反应 B．b极上发生的反应为： C．d极上发生的反应为： D．铁片腐蚀速率：甲＞乙 【变式1-1】（2023春·上海·高三上海市南洋模范中学校联考阶段练习）厌氧腐蚀是指在缺氧的深层潮湿土壤中，钢管表面附着的硫酸盐还原菌会促进钢铁的腐蚀，反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．厌氧腐蚀属于化学腐蚀 B．发生厌氧腐蚀会使土壤碱性增强 C．镀锌钢管破损后钢铁腐蚀加速 D．每生成1molFeS，共转移2mol电子 【变式1-2】（2023秋·上海徐汇·高二上海市南洋模范中学校考期末）“孔蚀”是一种集中于金属表面极小范围并能深入到金属内部的电化学腐蚀。某铁合金表面钝化膜破损后，发生“孔蚀”的电化学腐蚀过程如图所示。下列有关说法正确的是 A．正极反应：Fe-2e-=Fe2+ B．氧化 0.2 mol Fe，需消耗 3.36 LO2 C．铁合金腐蚀的最终产物为 Fe(OH)2 D．为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连 【变式1-3】（2023·上海奉贤·统考二模）用压强传感器探究生铁分别在pH=2.0、4.0和6.0的酸性溶液中发生电化学腐蚀，得到反应体系气体压强与时间的关系如图。有关叙述错误的是 A．负极的电极反应式均为： B．pH=2.0时，压强增大主要是因为产生了 C．pH=4.0时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀 D．pH=6.0时，正极一定会发生的电极反应为 知识02金属的电化学防护 · 金属的防护 一般有三条途径：其一是改变金属内部结构，如制成合金； 其二是涂保护层，保持干燥； 其三是电化学保护法[牺牲阳极的阴极保护法(被保护金属作负极)； 外加电源的阴极保护法(被保护金属接电源的负极)]。 强调：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐蚀措施的腐蚀；同一种金属腐蚀：强电解质>弱电解质>非电解质溶液 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 例1（2023春·上海浦东新·高二上海市洋泾中学校考期末）用如图装置可以模拟铁的电化学防护，下列说法不正确的是    A．若X为锌棒，开关K置于B处时，铁电极反应为 B．若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀 C．若X为碳棒，开关K置于A处时，铁电极反应 D．若X为碳棒，开关K置于A处可以减缓铁的腐蚀 【变式1-1】（2023春·上海杨浦·高三上海市控江中学校考阶段练习）浓硫酸贮存罐的钝化金属保护法示意图如图，其原理是利用可钝化的金属与直流电源相连，控制合适的电压，使金属贮存罐表面形成致密的钝化膜，以有效减缓金属腐蚀。下列选项错误的是 A．金属贮存罐可用钢制材料 B．电子沿导线流入辅助电极 C．贮存浓硫酸的金属罐与电源负极相连 D．电压高到一定程度有可能会加剧腐蚀 【变式1-2】（2023秋·上海青浦·高三上海市青浦高级中学校考阶段练习）用如图所示装置研究铁的防腐蚀过程：    (1)K1、K2、K3只关闭一个，则铁腐蚀的速度最快的是只闭合 (选填“K1”、“K2”或“K3”，下同)。 (2)为减缓铁的腐蚀，应只闭合 ，该防护法称为 。 (3)只闭合K3，石墨电极附近的pH将 (选填