专题1 第三单元 金属的腐蚀与防护-【导与练】2023-2024学年高中化学选择性必修1同步全程学习全书word（新教材，苏教版）

第三单元　金属的腐蚀与防护 1.通过金属腐蚀原理探究,了解金属发生电化学腐蚀的本质。 2.通过金属腐蚀内容学习,知道金属腐蚀的危害。 3.通过金属防腐方法探究,了解防止金属腐蚀的措施。 学习任务1　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化学反应而腐蚀损耗的现象 本质 金属原子失去电子而被氧化的过程 类 型 化学 腐蚀 金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀 电化 学腐蚀 不纯的金属或合金发生原电池反应,使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀 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。 钢铁的吸氧腐蚀示意图 ①负极的电极反应式为2Fe-4e-2Fe2+; ②正极的电极反应式为2H2O+O2+4e-4OH-; ③总反应式为2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2。 ④铁锈(Fe2O3·nH2O)的形成: 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3, 2Fe(OH)3Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O。 (2)析氢腐蚀:当钢铁表面水膜的酸性较强时,腐蚀过程中正极会有氢气放出。 ①负极的电极反应式为Fe-2e-Fe2+; ②正极的电极反应式为2H++2e-H2↑; ③总反应式为Fe+2H+Fe2++H2↑。 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。 化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点和不同点是什么? 提示:相同点是都会造成金属被氧化而腐蚀。不同点是化学腐蚀是金属和氧化剂直接发生氧化还原反应,无电流产生;电化学腐蚀是发生原电池反应,有电流产生。 如图所示,试管中放一铁钉,溶液为氯化钠溶液。 (1)数天后观察到的现象有 　 。  说明铁钉发生了　　　　腐蚀。  (2)其中正极的电极反应式为　　　　　　　　　,溶液中发生反应的化学方程式为　 　　　　　　　 　。  答案:(1)U形管的a端比b端液面高,试管内有红褐色物质生成　 吸氧 (2)2H2O+O2+4e-4OH-　4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 金属腐蚀主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类,请结合图示研究铁钉的腐蚀原理。 探究1　化学腐蚀与电化学腐蚀的区别 问题1:图示装置中的铁钉若为纯铁钉,放入稀硫酸中会发生哪种腐蚀? 提示:纯铁钉放入稀硫酸中发生反应Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,属于化学腐蚀。 问题2:若是不纯的铁钉(含碳微粒),放于稀硫酸中,发生哪种腐蚀? 提示:在稀硫酸中,铁钉表面形成无数微小的原电池,发生电化学腐蚀(析氢腐蚀)。 探究2　析氢腐蚀与吸氧腐蚀 问题1:铁钉在饱和NaCl溶液中,第二天便会腐蚀而出现红褐色铁锈,铁钉发生了哪种腐蚀?请说明原因。 提示:属于电化学腐蚀中的吸氧腐蚀;因为铁钉是铁合金,其中含碳,铁钉中的铁和碳就会和表面残留的强电解质NaCl的水溶液形成许多微小的原电池,并且NaCl溶液呈中性,故发生吸氧腐蚀。 问题2:某铜件表面的水膜酸性较强,则易发生析氢腐蚀吗? 提示:不易;虽然铜件表面的水膜酸性较强,但铜是不活泼金属,与H+不能发生反应,仍然发生吸氧腐蚀。 金属腐蚀受多种因素影响 (1)就金属本性来说,金属越活泼,越易失电子被腐蚀。 (2)金属越纯越难腐蚀,如纯铁即使在酸性溶液中反应也很慢,但生铁在潮湿空气中就会发生腐蚀而生锈。 (3)介质对金属腐蚀的影响也很大,如金属在潮湿的空气中,接触腐蚀性气体或电解质溶液,都易被腐蚀。 题点1　金属腐蚀与分类 1.下列事实与电化学腐蚀无关的是(　A　) A.光亮的自行车钢圈不易生锈 B.黄铜(Cu-Zn合金)制的铜锣不易生锈 C.铜、铝电线一般不连接起来作导线 D.生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈 解析:黄铜(Cu-Zn合金)制作的铜锣中,构成原电池时金属锌为负极,金属铜为正极,Cu被保护,不易腐蚀,与电化学腐蚀有关,B不符合题意;铜、铝电线连接易形成原电池,与电化学腐蚀有关,C不符合题意;生铁的成分中含有金属铁和碳,可以形成原电池,金属铁为负极,负极金属易被腐蚀,与电化学腐蚀有关,D不符合题意。 2.下列关于金属腐蚀的说法正确的是(　B　) A.金属在潮湿空气中腐蚀的实质是M+nH2OM(OH)n+H2↑ B.金属的化学腐蚀的实质是M-ne-Mn+,电子直接转移给氧化剂 C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D.在潮湿的酸性环境中,金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 解析:金属在潮湿的空气中被腐蚀,必须在较强的酸性条件下才能生成