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金屬的防護(hù)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(yīng)是： 2H2O＋O2＋4e－===4OH－。 4．金屬電化學(xué)防護(hù)的方法有犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法和外加電流的陰極保護(hù)法。 【預(yù)習(xí)提綱】 一、金屬的電化學(xué)腐蝕 1、金屬的腐蝕是金屬與周?chē)臍怏w或者液體物質(zhì)發(fā)生而引起損耗的現(xiàn)象。 一般可分為腐蝕和腐蝕。 化學(xué)腐蝕：金屬與接觸到的干燥氣體（如、 、等）或非電解質(zhì)液體 （如）等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。 如：鋼管被原油中的腐蝕，溫度越高，化學(xué)腐蝕越。 電化學(xué)腐蝕：不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)。會(huì)發(fā)生反應(yīng)，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(yán)重。 2、 化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)： 電化腐蝕 化學(xué)腐蝕 條件 不純金屬或合金與接觸 與直接接觸 有無(wú)電 流產(chǎn)生 有 無(wú) 本質(zhì) 較活潑的金屬被氧化 金屬被氧化 3、電化學(xué)腐蝕 (以鋼鐵為例) （1）析氫腐蝕 (酸性較強(qiáng)的溶液) 負(fù)極: 正極: 總方程式： （2） 吸氧腐蝕 (中性或弱酸性溶液) 負(fù)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(yīng) ===4OH－ 2H＋＋2e－===H2↑ 負(fù)極反應(yīng) Fe－2e－===Fe2＋ Fe－2e－===Fe2＋ 總反應(yīng) ===2Fe(OH)2 Fe＋2H＋=== 本性：（1）金屬的活動(dòng)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(xué)腐蝕：兩電極活動(dòng)性差別越大，氧化還原反應(yīng)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(huì)保護(hù)內(nèi)層金屬，如、 如果金屬被氧化形成疏松的氧化膜，那么不會(huì)保護(hù)內(nèi)層金屬，如 外因：介質(zhì)：環(huán)境（腐蝕性氣體，電解質(zhì)溶液） 【例1】下圖各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)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(guān)金屬腐蝕的說(shuō)法中正確的是（ ） ①金屬的腐蝕全部是氧化還原反應(yīng)②金屬的腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化腐蝕，只有電化腐蝕才是氧化還原反應(yīng)，③因?yàn)槎趸计毡榇嬖冢凿撹F的電化腐蝕以析氫腐蝕為主。④無(wú)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(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是（ ） A.切過(guò)咸菜的菜刀不及時(shí)清洗易生銹 B.線路連接時(shí)有經(jīng)驗(yàn)的電工從不把鋁線和銅線接在一起 C.銀質(zhì)獎(jiǎng)?wù)戮弥煤蟊砻嬷饾u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(chǎn)生銅綠 二、金屬的防護(hù) （1）覆蓋保護(hù)膜（涂油漆，電鍍，鈍化等） （2）改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（鋼→不銹鋼，在鋼中加入鎳和鉻） （3）犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法（較活潑金屬作極，鋼鐵作極被保護(hù)） （4）外加電流陰極保護(hù)法（外加電流，使鋼鐵被迫成為極受保護(hù)） 1判斷下列描述的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”)。 (1)金屬的腐蝕都是金屬失去電子被氧化的過(guò)程，所以都是化學(xué)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(mén)上裝一定數(shù)量的銅塊可防止閘門(mén)被腐蝕。(　　) (4)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)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(shí)練B(時(shí)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(xué)腐蝕無(wú)關(guān)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(chǎn)生銅綠D．與銅管連接的鐵管易生銹 2．雙選題]為保護(hù)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(fù)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(guò)程發(fā)生如下反應(yīng)： ①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3； ③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。 下列說(shuō)法正確的是(　　) A．反應(yīng)①、②中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等B．反應(yīng)①中氧化劑是氧氣和水 C．與銅質(zhì)水龍頭連接處的鋼質(zhì)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(xué)腐蝕 4．右圖裝置中，U形管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)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(yīng)式是：Fe－2e－===Fe2＋ D．a(chǎn)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(dǎo)線連接后，同時(shí)浸入0.01 molL－1的NaCl溶液中，可能發(fā)生的反應(yīng)是(　　) A．碳棒上放出氯氣 B．碳棒附近產(chǎn)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(shè)計(jì)了如圖所示裝置，下列有關(guān)說(shuō)法中錯(cuò)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(lái)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(shí)，若有0.2 mol 電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則下列說(shuō)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(biāo)準(zhǔn)狀況下有2.24 L氣體放出?、茉跇?biāo)準(zhǔn)狀況下有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(chǎn)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(xué)腐蝕，其中正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______。 (2)在海洋工程上，通常用鋁合金(Al－Zn－Cd)保護(hù)海底鋼鐵設(shè)施，其原理如上圖所示：其中負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為：__________________；在實(shí)際應(yīng)用中，用鋁合金而不選用純鋁，純鋁不能很好地起到保護(hù)作用，其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 9．(6分)對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長(zhǎng)其使用壽命。 (1)鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽(yáng)極的原因是__________________________________。 (2)利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開(kāi)關(guān)K應(yīng)置于________處。若X為鋅，開(kāi)關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為_(kāi)_______。 10．(12分)下圖所示的是某研究性學(xué)習(xí)小組探究金屬腐蝕條件的實(shí)驗(yàn)裝置圖，試分析實(shí)驗(yàn)并回答下列問(wèn)題： (1)若起始時(shí)甲、乙、丙三套裝置的導(dǎo)管中液面高度相同，過(guò)一段時(shí)間后液面最高的是______________，鐵粉腐蝕的速率由大到小的排列順序?yàn)?用甲、乙、丙填寫(xiě))________________________。 (2)通過(guò)甲、乙裝置的對(duì)比說(shuō)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(xué)腐蝕時(shí)正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________________。 (4)針對(duì)乙、丙裝置研究的結(jié)果分析，可采用何種防護(hù)措施來(lái)減緩金屬的腐蝕：________(寫(xiě)出一點(diǎn)即可)。 11．(15分)鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)。請(qǐng)回答鋼鐵腐蝕、防護(hù)過(guò)程中的有關(guān)問(wèn)題。 (1)生產(chǎn)中可用鹽酸來(lái)除鐵銹，現(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹被除盡后，發(fā)生的化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________。 (2)下列哪個(gè)裝置可防止鐵棒被腐蝕________。 (3)在實(shí)際生產(chǎn)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(duì)應(yīng)的金屬是________(寫(xiě)元素符號(hào))，B電極的電極反應(yīng)是________________________________________________________________________。 ②若電鍍前鐵、銅兩片金屬質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧簟⒑娓?、稱量，二者質(zhì)量差為5.12 g，則電鍍時(shí)電路中通過(guò)的電子為_(kāi)_______ mol。 ③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明原因________________________________________________________________________