第4章 第3节 金属的腐蚀与防护(Word教参)-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册(人教版)
第三节 金属的腐蚀与防护
学习目标
1.通过查阅金属腐蚀资料等活动,认识金属腐蚀的严重性及危害;能从电化学原理解释金属腐蚀的现象,进一步增强社会责任感。 2.通过钢铁腐蚀的实验,了解金属腐蚀的本质;能书写钢铁腐蚀的电极反应及总反应;能根据电化学原理选择并设计金属防护的措施。 |
知识点一 金属的腐蚀
1.金属的腐蚀
(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)本质
金属原子金属阳离子,即M-ne-
Mn+。
(3)分类
2.钢铁的电化学腐蚀
腐蚀方式 | 析氢腐蚀 | 吸氧腐蚀 |
图示 | ||
条件 | 钢铁表面吸附的水膜 酸性 较强 | 钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈 中性 |
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腐蚀方式 | 析氢腐蚀 | 吸氧腐蚀 | |
电极 反应 | 负极 (Fe) | Fe-2e- | Fe-2e- |
正极 (C) | 2H++2e- | 2H2O+O2+4e- | |
总反应 | Fe+2H+ | 2Fe+O2+2H2O | |
相互关系 | 通常两种腐蚀同时存在,但吸氧腐蚀更普遍 | ||
提醒:(1)金属发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性,实际情况中以吸氧腐蚀为主。
(2)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时,负极都是铁,铁失去电子生成Fe2+而不是Fe3+。
3.实验探究电化学腐蚀
实验 操作 |
实验现象 | 导管中液面上升 | ①试管中产生气泡的速率比②试管中的快 |
实验解释 | 铁钉和饱和食盐水构成 原电池 ,铁钉发生 吸氧 腐蚀 | Zn与CuSO4反应生成Cu,Zn、Cu和稀盐酸构成原电池,发生 电化学 腐蚀,产生气泡的速率 快 |
实验结论 | 电化学腐蚀中吸氧腐蚀更为普遍;电化学腐蚀比化学腐蚀的速率也大得多 | |
【教材挖掘】
钢铁暴露在潮湿空气中易生成铁锈(Fe2O3·xH2O),它主要发生的是哪种电化学腐蚀?你能用化学方程式解释其形成过程吗?
提示:主要发生的是吸氧腐蚀;其形成过程为2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O
4Fe(OH)3,2Fe(OH)3
Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O。
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1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)无论化学腐蚀还是电化学腐蚀,金属的腐蚀都是金属失电子被氧化的过程。( √ )
(2)因为CO2普遍存在,所以钢铁腐蚀以析氢腐蚀为主。( × )
(3)铜在酸性条件也可以发生析氢腐蚀。( × )
(4)钢铁的电化学腐蚀的负极反应式为Fe-3e-Fe3+。( × )
(5)纯铁不易生锈,生铁易腐蚀的原因是生铁中含碳,能形成原电池,发生电化学腐蚀。( √ )
2.将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法错误的是( )
A.铁被氧化的电极反应为Fe-2e-Fe2+
B.正极的电极反应为2H2O+O2+4e-4OH-
C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀
解析:D 根据实验条件可知,铁发生的是吸氧腐蚀,负极的电极反应为Fe-2e-Fe2+,A正确;吸氧腐蚀正极的电极反应为2H2O+O2+4e-
4OH-,B正确;活性炭与铁混合,在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池,加速了负极铁的腐蚀,C正确;以水代替NaCl溶液,铁仍然能发生吸氧腐蚀,只是吸氧腐蚀的速率会变慢,D错误。
3.(教材改编题)金属腐蚀现象在生产生活中普遍存在,依据下列两种腐蚀现象回答下列问题:
(1)图1中被腐蚀的金属为 Fe (填化学式);图2中金属腐蚀类型属于 C (填字母)。
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