(讲义)第1章 第4节 新知探究课7 金属的腐蚀与防护-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1(鲁科版2019)

第4节　金属的腐蚀与防护 新知探究课7　金属的腐蚀与防护 1．通过讨论钢铁腐蚀的现象，认识金属腐蚀的本质，能用电化学腐蚀的原理解释金属腐蚀的现象。 2．通过讨论日常生活中金属腐蚀的危害，能选择并设计防腐措施。 一、金属电化学腐蚀的原理 1．金属腐蚀 (1)金属腐蚀的定义及本质 ①定义：金属表面因与周围的物质发生氧化还原反应而遭到破坏的现象。 ②本质：金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化反应)：M－ne－===Mn＋。 (2)金属腐蚀的分类 金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀；电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀。 2．化学腐蚀和电化学腐蚀 金属腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 金属与接触到的物质直接反应 不纯的金属在潮湿的空气或电解质溶液中形成原电池，发生氧化还原反应 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 实质与 联系 ①实质：都是金属原子失去电子被氧化而损耗； ②化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍 3．钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀： 分类 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 形成条件 水膜酸性较强 水膜酸性较弱 电极 反应 负极 Fe－2e－===Fe2+ 正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 腐蚀速度 一般较快 一般较慢 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 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，正极发生的主要反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 (　　) (2)发生吸氧腐蚀时正极放出O2，发生析氢腐蚀时正极放出H2。 (　　) (3)纯铁在稀硫酸中发生析氢腐蚀。 (　　) (4)现实生活中电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍。 (　　) [答案]　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√ 二、金属腐蚀的防护 1．原理：防止金属发生氧化反应。 2．方法：(1)加保护层，如涂油漆、电镀等。 (2)改变金属内部组成、结构等，如制成不锈钢。 3．电化学防护 电化学防护 牺牲阳极保护法 阴极电保护法 (外加电流阴极保护法) 原理 原电池原理 电解原理 措施 被保护的金属作正极(阴极)，用一种活动性较强的金属作负极(阳极) 被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连上直流电源 应用 如锅炉内壁、船舶外壳、铁塔、铁管道装上若干锌块，可保护钢铁设备 如钢闸门、输送酸性溶液的铁管道等 示意图 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)某些合金也具有防腐蚀的功能。 (　　) (2)金属作为原电池的负极或电解池的阴极时均被保护。　 (　　) (3)牺牲阳极保护法属于电解原理。 (　　) [答案]　(1)√　(2)×　(3)× 三、电化学腐蚀原理的应用 1．铁腐蚀原理的应用 (1)测定空气中氧气的含量。 (2)食品包装袋中以铁粉为主要成分的双吸剂，延长食物的保质期。 (3)制成一次性保暖贴，使用后其主要成分为炭粉、氯化钠固体、三氧化二铁固体以及含镁、铝的盐。 2．微电解技术处理工业废水 金属腐蚀的快慢与防护方法 某课外小组学生为研究金属腐蚀的条件和速率，用铜丝或铁丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一周后。 1．装置Ⅰ与装置Ⅱ的左侧液面哪一个低？说明原因。 提示：装置Ⅰ发生化学腐蚀，装置Ⅱ发生电化学腐蚀中的析氢腐蚀，后者反应速率快。Ⅱ液面更低。 2．三个装置铁钉腐蚀程度由快到慢的顺序如何？ 提示：装置Ⅱ＞装置Ⅰ＞装置Ⅲ。 1．金属腐蚀的快慢比较 (1)在同一种电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序是电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极。 (2)在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀＞金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀＞金属在弱电解质溶液中的腐蚀。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 2．金属的防护 1．为了保护舰艇(主要是钢合金材料)，在舰体表面镶嵌金属块(R)。下列有关说法不正确的是(　　) A．这种保护舰体的方法叫作牺牲阳极保护法 B．金属块R可能是镁或锌 C．海水呈弱碱性，舰艇在海水中易发生析氢腐蚀 D．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C　[在舰体表面镶嵌金属块(R)，这种保护方法利用原电池原理，需要金属块R金属活动性