内容正文:
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。
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化学
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 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
化学反应
氧化
氧化还原反应
原电池
失去电子被氧化
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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
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①负极的电极反应式为 ;
②正极的电极反应式为 ;
③总反应式为 。
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(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。
酸性
①负极的电极反应式为 ;
②正极的电极反应式为 ;
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③总反应式为 。
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。
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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。
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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。
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
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(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
。
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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。
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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?
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)。
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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。
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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。
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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.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
√
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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