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金屬的防護與腐蝕 1．鋼鐵在酸性環(huán)境中主要發(fā)生析氫腐蝕，放出氫氣。 2．鋼鐵在中性或弱酸性環(huán)境中主要發(fā)生吸氧腐蝕，最終生成鐵銹的主要成分是Fe2O3nH2O。 3．鋼鐵吸氧腐蝕的正極發(fā)生的電極反應是： 2H2O＋O2＋4e－===4OH－。 4．金屬電化學防護的方法有犧牲陽極的陰極保護法和外加電流的陰極保護法。 【預習提綱】 一、金屬的電化學腐蝕 1、金屬的腐蝕是金屬與周圍的氣體或者液體物質發(fā)生而引起損耗的現(xiàn)象。 一般可分為腐蝕和腐蝕。 化學腐蝕：金屬與接觸到的干燥氣體（如、 、等）或非電解質液體 （如）等直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。 如：鋼管被原油中的腐蝕，溫度越高，化學腐蝕越。 電化學腐蝕：不純的金屬跟電解質溶液接觸時。會發(fā)生反應，的金屬失去電子而被 。如在潮濕的空氣中生銹。 兩種腐蝕往往發(fā)生，但腐蝕更普遍，速度更快，危害更嚴重。 2、 化學腐蝕與電化學腐蝕的共同點和不同點： 電化腐蝕 化學腐蝕 條件 不純金屬或合金與接觸 與直接接觸 有無電 流產生 有 無 本質 較活潑的金屬被氧化 金屬被氧化 3、電化學腐蝕 (以鋼鐵為例) （1）析氫腐蝕 (酸性較強的溶液) 負極: 正極: 總方程式： （2） 吸氧腐蝕 (中性或弱酸性溶液) 負極: 正極: 總方程式： 離子方程式：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2 Fe(OH)2繼續(xù)與空氣中的氧氣作用： 鐵銹的主要成分是，阻止鋼鐵繼續(xù)腐蝕。（能、不能） 4、影響金屬腐蝕快慢的因素2．鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕 吸氧腐蝕 析氫腐蝕 條件 水膜呈性或弱酸性 水膜呈性 正極反應 ===4OH－ 2H＋＋2e－===H2↑ 負極反應 Fe－2e－===Fe2＋ Fe－2e－===Fe2＋ 總反應 ===2Fe(OH)2 Fe＋2H＋=== 本性：（1）金屬的活動性：金屬越，越容易被腐蝕 （2）純度：不純的金屬比純金屬更腐蝕，如純鐵比鋼腐蝕。（難、易） 電化學腐蝕：兩電極活動性差別越大，氧化還原反應速率越，活潑金屬被腐蝕越快。 （3）氧化膜：如果金屬被氧化形成致密的氧化膜，那么會保護內層金屬，如、 如果金屬被氧化形成疏松的氧化膜，那么不會保護內層金屬，如 外因：介質：環(huán)境（腐蝕性氣體，電解質溶液） 【例1】下圖各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是 ( ) A． ④>②>①>③ B． ②>①>③>④ C． ④>②>③>① D． ③>②>④>① 【例2】下列有關金屬腐蝕的說法中正確的是（ ） ①金屬的腐蝕全部是氧化還原反應②金屬的腐蝕可分為化學腐蝕和電化腐蝕，只有電化腐蝕才是氧化還原反應，③因為二氧化碳普遍存在，所以鋼鐵的電化腐蝕以析氫腐蝕為主。④無論是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，總是金屬被氧化 　 A.①③ B.②③ C.①④ D.①③④ 【例3】下列敘述與電化學腐蝕無關的是（ ） A.切過咸菜的菜刀不及時清洗易生銹 B.線路連接時有經驗的電工從不把鋁線和銅線接在一起 C.銀質獎章久置后表面逐漸變暗 D.生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）容易生銹 E.黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易產生銅綠 二、金屬的防護 （1）覆蓋保護膜（涂油漆，電鍍，鈍化等） （2）改變金屬的內部結構（鋼→不銹鋼，在鋼中加入鎳和鉻） （3）犧牲陽極陰極保護法（較活潑金屬作極，鋼鐵作極被保護） （4）外加電流陰極保護法（外加電流，使鋼鐵被迫成為極受保護） 1判斷下列描述的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 (1)金屬的腐蝕都是金屬失去電子被氧化的過程，所以都是化學腐蝕。(　　) (2)鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕的區(qū)別在于前者有H2生成，后者有O2參加。(　　) (3)在入?？诘匿撹F閘門上裝一定數(shù)量的銅塊可防止閘門被腐蝕。(　　) (4)鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的負極反應式為Fe－3e－===Fe3＋。(　　) (5)白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破損后鐵皮的腐蝕速率加快。(　　) 課后能力限時練B(時間45分鐘　滿分60分) 一、選擇題(本題包括7小題，每小題3分，共21分) 1．下列現(xiàn)象與電化學腐蝕無關的是(　　) A．生鐵比純鐵易生銹B．純銀飾品久置表面變暗 C．黃銅(銅鋅合金)制品不易產生銅綠D．與銅管連接的鐵管易生銹 2．雙選題]為保護地下鋼管不受腐蝕，可采取的措施是(　　) A．與石墨棒相連 B．與直流電源負極相連 C．與直流電源正極相連 D．與鋅板相連 3．鋼鐵生銹過程發(fā)生如下反應： ①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3； ③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。 下列說法正確的是(　　) A．反應①、②中電子轉移數(shù)目相等B．反應①中氧化劑是氧氣和水 C．與銅質水龍頭連接處的鋼質水管不易發(fā)生腐蝕D．鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學腐蝕 4．右圖裝置中，U形管內為紅墨水，a、b試管內分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時間。下列有關描述錯誤的是(　　) A．生鐵塊中的碳是原電池的正極 B．紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋? C．兩試管中相同的電極反應式是：Fe－2e－===Fe2＋ D．a試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕 5．雙選題]鐵釘與碳棒用導線連接后，同時浸入0.01 molL－1的NaCl溶液中，可能發(fā)生的反應是(　　) A．碳棒上放出氯氣 B．碳棒附近產生OH－ C．碳棒上放出氧氣 D．鐵釘被氧化 6．為探究鋼鐵的吸氧腐蝕原理設計了如圖所示裝置，下列有關說法中錯誤的是(　　) A．正極的電極方程式為： O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．將石墨電極改成Mg電極，難以觀察到鐵銹生成 C．若向自來水中加入少量NaCl(s)，可較快地看到鐵銹 7．鍍鋅鐵在發(fā)生析氫腐蝕時，若有0.2 mol 電子發(fā)生轉移，則下列說法正確的是(　　) ①有5.6 g金屬被腐蝕?、谟?.5 g金屬被腐蝕 ③在標準狀況下有2.24 L氣體放出?、茉跇藴薁顩r下有1.12 L氣體放出 A．①② B．②③C．①④ D．③④ 二、非選擇題(本題包括4小題，共39分)8．(6分)鎂、鋁、鐵是重要的金屬，在工業(yè)生產中用途廣泛。 (1)在潮濕的空氣里，鋼鐵表面有一層水膜，很容易發(fā)生電化學腐蝕，其中正極的電極反應式為________。 (2)在海洋工程上，通常用鋁合金(Al－Zn－Cd)保護海底鋼鐵設施，其原理如上圖所示：其中負極發(fā)生的電極反應為：__________________；在實際應用中，用鋁合金而不選用純鋁，純鋁不能很好地起到保護作用，其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 9．(6分)對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。 (1)鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時用銅而不用石墨作陽極的原因是__________________________________。 (2)利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護。若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于________處。若X為鋅，開關K置于M處，該電化學防護法稱為________。 10．(12分)下圖所示的是某研究性學習小組探究金屬腐蝕條件的實驗裝置圖，試分析實驗并回答下列問題： (1)若起始時甲、乙、丙三套裝置的導管中液面高度相同，過一段時間后液面最高的是______________，鐵粉腐蝕的速率由大到小的排列順序為(用甲、乙、丙填寫)________________________。 (2)通過甲、乙裝置的對比說明鋼鐵中碳的含量越________(填“高”或“低”)越易腐蝕。 (3)乙裝置中發(fā)生電化學腐蝕時正極的電極反應式為______________________。 (4)針對乙、丙裝置研究的結果分析，可采用何種防護措施來減緩金屬的腐蝕：________(寫出一點即可)。 11．(15分)鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎。請回答鋼鐵腐蝕、防護過程中的有關問題。 (1)生產中可用鹽酸來除鐵銹，現(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當鐵銹被除盡后，發(fā)生的化合反應的化學方程式為________________________________。 (2)下列哪個裝置可防止鐵棒被腐蝕________。 (3)在實際生產中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置如下圖所示： ①A電極對應的金屬是________(寫元素符號)，B電極的電極反應是________________________________________________________________________。 ②若電鍍前鐵、銅兩片金屬質量相同，電鍍完成后將它們取出洗凈、烘干、稱量，二者質量差為5.12 g，則電鍍時電路中通過的電子為________ mol。 ③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請簡要說明原因________________________________________________________________________