知识讲解_金属的电化学腐蚀与防护(基础)

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高中化学选择性必修一第4章第3节 金属的腐蚀与防护 基础知识讲义

高中化学选择性必修一第4章第3节 金属的腐蚀与防护 基础知识讲义

第三节金属的腐蚀与防护一、金属的腐蚀(一)定义: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(二)特征:金属被腐蚀后,在外形,色泽以及机械性能方面会发生变化(三)本质:金属失电子变成阳离子发生氧化反应。

M-ne-=M n+(四)类型:化学腐蚀和电化学腐蚀1、化学腐蚀(1)定义:金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀(2)本质:金属失电子被氧化。

(3)举例:铁与氯气直接反应而腐蚀;输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀(4)特点:无电流产生,化学腐蚀的速度随温度升高而加快。

例如:钢材在高温下容易被氧化,表面生成由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的一层氧化物。

2、电化学腐蚀(1)定义:不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应,比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

(2)本质:较活泼的金属失去电子被氧化(3)举例:钢铁制品在潮湿空气中的锈蚀就是电化学腐蚀(4)特点:有微弱的电流产生注:化学腐蚀与电化学腐蚀的联系:化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生,但电化学腐蚀更普遍,危害更大,腐蚀速率更快3、钢铁的电化学腐蚀(1)原电池的组成:负极:铁正极:碳电解质:潮湿空气(2)种类:根据钢铁表面水膜的酸性强弱分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀①析氢腐蚀:在酸性环境中,由于在腐蚀过程中不断有H2放出,所以叫做析氢腐蚀。

水膜酸性较强:负极:Fe—2e-=Fe2+正极:2H++2e-=H2↑总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑②吸氧腐蚀:钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性,但溶有一定量的氧气,此时就会发生吸氧腐蚀水膜中溶有O2,呈弱酸性、中性或碱性:负极:Fe—2e-=Fe2+ 正极:O2+4e-+2H2O=4OH-总反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3 =Fe2O3·xH2O(铁锈)+(3-x)H2O注:I、只有位于金属活动性顺序中氢前的金属才可能发生析氢腐蚀,氢后的金属不能发生II、氢前和氢后的金属都可发生吸氧腐蚀III、吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式,主要原因有两个,第一:水膜一般不显强酸性;第二:多数金属都可发生二、金属的防护(一)改变金属材料的组成1、方法:在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。

《金属的电化学腐蚀与防护》 讲义

《金属的电化学腐蚀与防护》 讲义

《金属的电化学腐蚀与防护》讲义一、金属腐蚀的危害在我们的日常生活和工业生产中,金属材料无处不在。

从小小的螺丝钉到庞大的桥梁建筑,金属都发挥着至关重要的作用。

然而,有一个“敌人”始终威胁着金属的稳定存在,那就是腐蚀。

金属腐蚀会带来诸多严重的危害。

首先,它会导致金属材料的强度降低,使得原本坚固的结构变得脆弱不堪。

比如,一座长期遭受腐蚀的桥梁,可能会在某一天突然坍塌,造成无法估量的生命和财产损失。

其次,腐蚀会增加设备的维修和更换成本。

工厂里的机器设备如果经常受到腐蚀,就需要频繁地进行维修,甚至提前更换,这无疑会增加企业的生产成本,降低生产效率。

再者,金属腐蚀还可能造成环境污染。

一些腐蚀产物可能是有毒有害物质,它们进入土壤、水源,会对生态环境造成破坏。

二、金属电化学腐蚀的原理要理解金属的电化学腐蚀,我们首先得明白什么是电化学。

简单来说,电化学就是研究电能和化学能相互转化的一门科学。

当金属与周围的电解质溶液接触时,就可能发生电化学腐蚀。

这主要包括两种常见的类型:吸氧腐蚀和析氢腐蚀。

吸氧腐蚀通常在中性或弱酸性环境中发生。

以铁为例,铁会失去电子变成亚铁离子进入溶液:Fe 2e⁻= Fe²⁺。

同时,空气中的氧气在水的作用下得到电子,生成氢氧根离子:O₂+ 2H₂O + 4e⁻= 4OH⁻。

亚铁离子和氢氧根离子进一步反应,生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁再被氧化为氢氧化铁,最终形成铁锈。

析氢腐蚀则常见于酸性较强的环境。

还是以铁为例,铁失去电子:Fe 2e⁻= Fe²⁺,同时溶液中的氢离子得到电子生成氢气:2H⁺+2e⁻= H₂↑。

三、影响金属电化学腐蚀的因素金属电化学腐蚀的速率和程度受到多种因素的影响。

首先是金属本身的性质。

不同的金属在相同的环境中,腐蚀的难易程度是不同的。

例如,在潮湿的空气中,铁很容易生锈,而金则几乎不会被腐蚀。

这是因为金的化学性质非常稳定,不容易失去电子。

其次是环境因素。

湿度、温度、酸碱度等都会对腐蚀产生重要影响。

金属材料的电化学腐蚀行为与防护

金属材料的电化学腐蚀行为与防护

金属材料的电化学腐蚀行为与防护引言:金属材料是广泛应用于工业和日常生活中的重要材料之一。

然而,金属材料在使用过程中往往会受到电化学腐蚀的影响,而腐蚀会导致金属材料性能下降、损坏甚至失效。

因此,了解金属材料的电化学腐蚀行为及其防护对于延长材料寿命、提高使用性能具有重要意义。

一、电化学腐蚀行为1. 腐蚀机理金属腐蚀主要是通过电化学反应进行的。

在电化学腐蚀中,金属表面发生氧化和还原反应,形成电荷传递过程,导致金属离子溶解和产生腐蚀产物。

2. 影响因素电化学腐蚀行为受多种因素影响,包括金属材料的组成、结构、表面状态、溶液环境等。

其中,溶液环境的酸碱度、温度、溶解氧含量等因素对金属腐蚀具有重要影响。

3. 腐蚀类型金属腐蚀可分为多种类型,包括常见的均匀腐蚀、局部腐蚀和应力腐蚀等。

均匀腐蚀是指金属表面均匀溶解,而局部腐蚀则是指局部区域发生腐蚀。

应力腐蚀是指金属在受到应力作用下发生腐蚀。

二、电化学腐蚀防护方法1. 材料选择选择耐腐蚀性能好的金属材料是防护的首要措施。

不同金属的耐腐蚀性能不同,可以通过选择具有更好耐腐蚀性能的金属或合金来减轻腐蚀问题。

2. 表面处理通过表面处理来改变金属表面的状态,形成保护层来防止腐蚀的产生。

常见的表面处理方法包括电镀、喷涂、阳极氧化等。

3. 缓蚀剂缓蚀剂是一种能够与金属表面形成保护膜的物质,可以减缓金属腐蚀速率的发展。

常见的缓蚀剂包括钝化剂、缓蚀剂添加剂等。

4. 阴极保护阴极保护是通过将金属材料变为阴极,从而减少其腐蚀速度。

常见的阴极保护方法有外加电流阴极保护和阳极保护。

5. 涂层保护将金属表面涂覆一层抗腐蚀的涂层,形成保护层来防止金属腐蚀。

常见的涂层材料包括有机涂层、无机涂层等。

三、电化学腐蚀行为与防护应用举例1. 钢铁的电化学腐蚀行为与防护钢铁作为常见的金属材料,其电化学腐蚀问题尤为突出。

可以通过合金化、阴极保护等方式来减缓钢铁腐蚀速率。

2. 铜及其合金的电化学腐蚀行为与防护铜及其合金在湿润环境中易受电化学腐蚀。

金属的电讲义化学腐蚀与防护

金属的电讲义化学腐蚀与防护

【思路点拨】解答该题要注意以下三点: (1)生铁与其中的碳及电解质溶液构成原电池; (2)开始酸性较强发生析氢腐蚀; (3)导管内液面回升说明发生吸氧腐蚀。
【解析】选C。生铁与其中的碳及电解质溶液构成原电池,负极 是铁,铁失去电子发生氧化反应,碳是正极,正极发生还原反 应:开始时,因酸性较强发生析氢腐蚀,一段时间后导管内液 面回升且略高于小试管液面,说明具支试管中气体压强减小, 即此时发生吸氧腐蚀,反应式是2H2O+O2+4e-====4OH-, 故溶液的pH增大,A、B、D错误;C正确。
【解析】(1)发生吸氧腐蚀时,负极上Fe失去电子发生氧化反应, 正极上O2得到电子。 (2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌,就可由锌失去电子, 锌被溶解,而铁被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法。 (3)属于外加电流的阴极保护法,需把被保护的铁闸门连接在电 源的负极。 答案:(1)O2+2H2O+4e-====4OH- 氧化 (2)C (3)负
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应式为: 正极:_____,负极发生_____反应。 (2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用甲图所示 的方案,其中焊接在闸门上的固体材料R可以采用______。 A.铜 B.锡 C.锌 D.石墨 (3)乙图所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门 应该连接在直流电源的_______极。
二、金属的电化学防护 怎样用电化学原理防止金属的腐蚀? (将钢闸门与金属的防护类型连线)
电解池
原电池
元贝驾考 元贝驾考2016科目一 科 目四
驾考宝典网 / 驾考宝典2016科目一 科目四
1.金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程。( ×) 分析:金属失去电子是被氧化。 2.电化学腐蚀比化学腐蚀普遍,吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普 遍。(√ ) 分析:金属的化学腐蚀和电化学腐蚀同时存在,但电化学腐蚀 更普遍;吸氧腐蚀和析氢腐蚀与电解质溶液的酸性有关,但酸 性较强的环境不多,所以吸氧腐蚀更普遍。

金属的电化学腐蚀与防护

金属的电化学腐蚀与防护
2.外加电流的阴极保护法 利用电解池原理,把被保护的钢铁设备作为阴极,用惰性电极作 为辅助阳极,在电解质溶液里,接外加直流电源。如图所示:
一二
思考感悟 电化学防护的实质是什么? 提示:电化学防护的实质是把被保护的金属作原电池的正极或电 解池的阴极,不参与电极反应,从而不被氧化。
一、化学腐蚀与电化学腐蚀的区别和联系
中性或碱性
性较强
现象 无电流产生
有微弱电流产生
化学腐蚀 电化学腐蚀(主要)
反应
负极:Fe-2e- Fe2+
式(以 2Fe+3Cl2 铁腐蚀 2FeCl3
为例)
正极:2H2O+O2+4e4OH-
正极:2H++2eH2↑
联系
两种腐蚀往往同时发生,只是电化学腐蚀比化学腐蚀 更普遍,危害更大
特别提醒只有在金属活动ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ顺序中位于氢前面的金属才可能发生 析氢腐蚀,位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀。
知识点1 知识点2 知识点3
点拨主要从以下几个方面来解决此类题目。 ①正确地判断出金属腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀。 ②如果是电化学腐蚀,判断出正、负极,一般活泼的金属为负极
被腐蚀,不活泼的金属为正极被保护。
知识点1 知识点2 知识点3
金属腐蚀快慢的比较 【例题2】 如图,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的 顺序为( )
三、金属的电化学防护 1.金属的防护方法
2.金属的电化学防护 (1)牺牲阳极的阴极保护法。 将还原性较强的金属作为保护极与被保护金属相连构成原电池, 还原性较强的金属将作为负极发生氧化反应而被损耗,被保护金属 作为正极就可以避免被腐蚀。这种保护法牺牲了阳极保护了阴极。 (2)外加电流的阴极保护法。 将被保护金属与外加直流电源的负极相连让其成为阴极,而将外 加直流电源的正极接到惰性电极上,让其成为阳极。

第四节金属的电化学腐蚀与防护(新授)

第四节金属的电化学腐蚀与防护(新授)
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第四章 电化学基础
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第四章 电化学基础
2.改变金属的内部结构,如制成合金、不锈钢等。 3.加防护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表 面钝化等方法。
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第四章 电化学基础
1.正误判断:正确的打“√”,错误的打“×”,并阐释错 因或列举反例。
语句描述
阐释错因或列举 正误
反例
(1)轮船的船壳水线以下常装有一些
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第四章 电化学基础
答案:(1)Fe-2e-===Fe2+ (2)O2+4e-+2H2O===4OH- (3)2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2 (4)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 (5)2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
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第四章 电化学基础
题组一 金属腐蚀的理解和判断 1.下列关于金属腐蚀的说法正确的是( ) A.金属在潮湿空气中腐蚀的实质是 M+nH2O===M(OH)n +n2H2↑ B.金属化学腐蚀的实质是 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.在潮湿的环境中,金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀
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第四章 电化学基础
学习小结 1.钢铁在酸性环境中主要发生析氢腐蚀,放出氢气。 2.钢铁在中性或弱酸性环境中主要发生吸氧腐蚀,最终生成 铁锈的主要成分是 Fe2O3·xH2O。 3.钢铁吸氧腐蚀的正极发生的电极反应为 2H2O+O2+4e- ===4OH-。 4.金属电化学防护的方法有牺牲阳极的阴极保护法和外加电 流的阴极保护法。 5.金属腐蚀快慢的规律 电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有 保护措施的腐蚀。

金属的腐蚀和防护(基础知识+经典题型)

金属的腐蚀和防护(基础知识+经典题型)

金属的腐蚀与防护一、金属的腐蚀1、金属的腐蚀是金属与周围的气体或者液体物质发生而引起损耗的现象。

一般可分为腐蚀和腐蚀。

(1)化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体(如、、等)或非电解质液体(如)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。

如:钢管被原油中的腐蚀,温度越高,化学腐蚀越。

(2)电化学腐蚀:不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生反应,的金属失去电子而被。

如在潮湿的空气中生锈。

两种腐蚀往往发生,但腐蚀更普遍,速度更快,危害更严重。

电化学腐蚀(以钢铁为例)(1)析氢腐蚀(酸性较强的溶液)负极: 正极:总方程式:(2)吸氧腐蚀(中性或极弱的酸性或碱性溶液)负极: 正极:总方程式:Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用:2、影响金属腐蚀快慢的因素内因:(1)金属的活动性:金属越,越容易被腐蚀(2)纯度:不纯的金属比纯金属腐蚀,如纯铁比钢腐蚀。

电化学腐蚀:两电极活动性差别越大,氧化还原反应速率越,活泼金属被腐蚀得越快。

(3)氧化膜:如果金属被氧化形成致密的氧化膜,那么会保护内层金属,如、如果金属被氧化形成疏松的氧化膜,那么不会保护内层金属,如外因:介质:环境(腐蚀性气体,电解质溶液)金属腐蚀的快慢比较:电解池阳极原电池负极化学腐蚀原电池正极电解池阴极。

二、金属的防护(1)牺牲的保护法(被保护金属作为原电池的极)(2)外加电流的保护法(被保护金属作为电解池的极)(3)加防护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法1.(2010·北京理综,6)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )A.钢管与电源正极连接,钢管可被保护B.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀C.钢管与铜管露天堆放在一起时,钢管不易被腐蚀D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-3e-===Fe3+2.下列叙述正确的是()①锌跟稀硫酸反应制取氢气,加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率②镀层破损后,白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀③电镀时,应把镀件置于电解槽的阴极④冶炼铝时,把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe 2O 3·nH 2OA .①②③④⑤B .①③④⑤C .①③⑤D .②④3.以下现象与电化腐蚀无关的是 ( )A .黄铜(铜锌)制作的铜锣不易产生铜绿B .生铁比纯铁易生锈C .铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈D .银质奖牌久置后表面变暗4.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )A .纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B .当镀锡铁制品的镀层破损时,镶层仍能对铁制品起保护作用C .在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D .可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀5.关于金属腐蚀的如下各叙述中,正确的是( )A .金属被腐蚀的本质是:M+n H 2O=M(OH)n +2n H 2↑ B .马口铁(锡铁)镀层破损后被腐蚀时,首先是镀层被氧化C .金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D .常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀6.(2011·北京理综,8)结合下图判断,下列叙述正确的是( )A .Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护B .Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe -2e -===Fe 2+C .Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O 2+2H 2O +4e -===4OH -D .Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量NaOH 溶液,均有红褐色沉淀生成7.(2011·山东理综,15)以KCl 和ZnCl 2混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是( )A .未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该原电池的充电过程B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率D.镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用8.(2011·泰州高二调研)有关如图装置的叙述不正确的是( )A.这是电解NaOH溶液的装置B.该装置中Pt为正极,电极反应为:O2+2H2O+4e-===4OH-C.该装置中Fe为负极,电极反应为:Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2D.这是一个原电池装置9.(2011·浙江理综,10)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如右图所示。

金属的电化学腐蚀与防护

金属的电化学腐蚀与防护
电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀> 原电池的正极>电解池的阴极
防腐措施由好到坏的顺序如下:
外接电源的阴极保护法>牺牲阳极的阴极保护 法>有一般防腐条件保护>无防腐条件
①电化学保护法,即将金属作为原电池的 正极或电解池的阴极而受到保护。 ②在金属表面覆盖保护层。 ③改变金属内部的组成结构,制成合金。
自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?
镀铬
烤蓝 烤漆
涂机油
涂凡士林
镀锌
4.下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是:

(5)>(2)>(1)>(3)>(4)
在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢:
第四章 电化学基础
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
金属的腐蚀在生活中非常普遍
钢铁生锈
中国航天工业总公司第三十一研究所近日公布了一组数据:
全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈. 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约100000亿美元, 我国钢铁腐蚀经济损失高达2800亿人民币.
一、金属的腐蚀 1、什么是金属腐蚀? 指金属或合金与周围接触到的气体或液体进 行化学反应而腐蚀损耗的过程。
二、金属的防护 1、原理 防止金属失电子 2、电化学防护
⑴ 牺牲阳极保护法 形成原电池 反应时,让 被保护金属 做正极,活 泼金属做负 极。
⑵.外加电流的阴极保护法 将被保护金 属作为电解池 的阴极,另一 导电物质作为 阳极,在外加 直流电的作用 下使阴极得到 保护。
辅助阳极 (石墨)
3.金属的常见防护方法 ⑴.在金属表面覆盖保护层。
Fe-2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2
2H++Fe=Fe2++H
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高考总复习金属的电化学腐蚀与防护
编稿:房鑫审稿:曹玉婷
【考纲要求】
1.金属腐蚀的种类,探究金属发生电化学腐蚀的原因。

2.了解金属腐蚀的危害,防止金属腐蚀的措施。

【考点梳理】
考点一:金属腐蚀
1.定义:金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。

2.本质:金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化生成金属阳离子的过程。

M-ne-==M n+(M代表金属元素)。

3.类型:(1)化学腐蚀:金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程。

(2)电化学腐蚀:不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程。

考点二:金属的电化学腐蚀
1
2.电化学腐蚀的种类:
(1)种类:吸氧腐蚀与析氢腐蚀
(2)吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较(以钢铁为例)
3.金属腐蚀的快慢一般规律
(1) 在同一电解质溶液中,电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。

(2) 在不同溶液中,金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀;金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。

(3) 有保护措施的条件下,无防护条件的腐蚀>有一般防护条件下的腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法条件下的腐蚀>外接电源(负极)的阴极保护法条件下的腐蚀。

(4) 对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快。

(5) 由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液,故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式,只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀,而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。

考点三:金属的电化学防护
1.在金属表面覆盖保护层。

①在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质;
②用电镀、热镀、喷镀的方法,在钢铁表面镀上一层耐腐蚀的金属,如铁上镀锌、锡、铬等;
③用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜保护(表面钝化),如钢铁制品表面生成Fe3O4,在铝制品表面生成Al2O3。

2.改变金属内部的组成结构,制成合金。

如把钢中加Cr、Ni制成不锈钢。

3.电化学保护法,即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。

(1)牺牲阳极的阴极保护法
此法应用原电池原理,让被保护金属作为正极(阴极),另
找一种活动性较强的金属作为负极(阳极)。

例如在锅炉内壁、船
舶外壳装上若干锌块,就可保护钢铁设备。

发生的电极反应:负极:Zn-2e-==Zn2+
正极:O2+4e-+2H2O==4OH-
Zn不断被腐蚀,可定期拆换。

而铁得到保护。

(2)外加电流的阴极保护法
此法应用电解原理,让被保护金属作阴极(接电源负极),惰性电极
作辅助阳极(接电源正极),两者都存在于海水中。

接上直流电源。

例如钢
闸门,可用此法防止腐蚀。

此法中阳极上放电的微粒是海水中的阴离子,阴
极上放电的微粒是海水中的阳离子。

【典型例题】
类型一:金属的电化学腐蚀
例1.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应为:2Fe+2H2O+O22Fe2++4OH-。

以下说法正确的是A.负极发生的反应为:Fe-2e-Fe2+
B.正极发生的反应为:2H2O+O2+2e-4OH-
C.原电池是将电能转变为化学能的装置
D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
【答案】A
【解析】钢铁在潮湿的环境中发生吸氧腐蚀,负极反应为:Fe-2e-Fe2+,正极反应为:2H2O+O2+4e-4OH -,在空气与水交界处溶液中的氧气不断溶解,因此在空气与水交界处钢铁更容易腐蚀。

【总结升华】钢铁在潮湿的空气中的腐蚀,实质是发生原电池反应,属于电化学腐蚀。

举一反三:
【变式1】铁钉和碳棒用导线连接后,浸入到0.01mol·L-1的NaCl溶液中,可能发生的是()。

①碳棒上有氢气析出②碳棒附近产生OH-③碳棒上有氧气析出④铁钉被氧化
A.①③B.①④C.②③D.②④
【答案】D
【解析】铁钉在NaCl溶液中发生吸氧腐蚀。

【高清课堂:399291 例1】
【变式2】下列说法正确的是
A.钢铁因含杂质而容易发生电化腐蚀,所以合金都不耐腐蚀
B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用来减缓金属的腐蚀
C.钢铁电化腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同,引起正极反应不同
D.无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属被氧化
【答案】CD
类型二:金属腐蚀快慢的比较
例2.下图各容器中盛海水,铁会在其中发生变化。

按铁极腐蚀的速度由快至慢的顺序为
【答案】D>B>A>C>E
【解析】A中Fe放置在海水中,形成了无数微小的原电池,发生电化学腐蚀。

B、C均构成原电池,B中Fe的活泼性强于Sn,Fe作负极被腐蚀;C中Zn的活泼性比Fe强,Zn作负极被腐蚀,而Fe被保护。

D、E 形成电解池,其中D中Fe作阳极被腐蚀,而E中Fe作阴极,被保护。

因此Fe被腐蚀由快到慢的顺序为:D>B>A>C>E。

【总结升华】在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢由下列原则判断:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。

举一反三:
【变式1】下列几种金属制品的镀层损坏后,金属腐蚀的速率最快的是()。

A.镀铝塑料B.食品罐头盒(镀锡)C.白铁水桶(镀锌)D.镀银铜质奖章
【答案】B
【变式2】埋在地下的铸铁输油管道,在下列情况下,腐蚀最慢的是()。

A.在含铁元素较多的酸性土壤中
B.在潮湿疏松透气的土壤中
C.在干燥致密不透气的土壤中
D.在含碳粒较多的潮湿透气的中性土壤
【答案】C
【解析】为使铸铁腐蚀得慢,必须防水(防止形成电解质溶液)、防气(防止与氧气接触发生吸氧腐蚀),因此须干燥且不透气。

类型三:金属腐蚀的防护
例3.海水的进水钢闸门易被腐蚀,对此的下列说法不正确的是()
A.钢闸门腐蚀的本质是Fe―2e―==Fe2+
B.钢闸门腐蚀主要原因是发生电化学吸氧腐蚀,其阴极反应是O2+2H2O+4e―==4OH―
C.将钢闸门与浸入海水的锌块用导线相连,可防止钢闸门腐蚀
D.将钢闸门与直流电源的正极相连,可防止钢闸门腐蚀
【答案】D
【解析】钢闸门在腐蚀过程中铁被氧化为Fe2+,腐蚀原理为吸氧腐蚀型的电化学腐蚀,A、B项对;当将钢闸门与浸入海水的锌块用导线连接起来后就构成了原电池,锌块作负极,钢闸门作正极受到保护,C项对;若将钢闸门与电源正极相连,则其成为阳极被加速腐蚀掉,D项错。

举一反三:
【高清课堂:399291例5】
【变式1】下列关于金属腐蚀与防护的说法正确的是
A.金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程
B.铝制品的耐腐蚀性强,说明铝的化学性质不活泼
C.将海水中钢铁闸门与电源的负极相连,可防止闸门被腐蚀D.铁门上的铜铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e- = Fe3+【答案】C。

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