高中教材图解(思维导图+微试题)人教版化学选修4 4-4金属的电化学腐蚀与防护
高中化学人教版选修4素材：教材梳理 第四章第四节 金属的电化学腐蚀与防护(含解析)
庖丁巧解牛诱学·导入·点拨材料：1994年1月，四川华莹山电厂因变压器中性点接地线严重腐蚀处放电，将高电位引入主控室，造成多处击穿、短路，总保险熔断使故障不能自动切除，导致2号发电机着火，3号、4号发电机损坏，全厂停电。
2号变电站接地装置事故的主要原因是：（1）接地装置热容量严重不足，有的因腐蚀造成，有的因设计、施工不当造成；（2）接地装置事故持续时间长，保护不能快速切除，给事故提供了时间条件。
变电站接地装置事故统计表明，接地装置腐蚀是事故的主要原因之一。
为此，国内很多单位都在开展这方面的研究，并提出了许多防腐蚀措施。
华北网变电站接地装置腐蚀情况还是比较严重的，像房山、北郊、大同二电厂等大型500 kV变电站投运10年左右，均投巨资重新更换了地网。
钢体在土壤中的腐蚀问题设置：为什么金属能够发生腐蚀？金属腐蚀的机理是什么？如何采取措施进行防导入点拨：金属腐蚀会引发很多事故，造成很大的危害。
了解金属腐蚀的原理和导致金属腐蚀的条件，是解决金属腐蚀，有效进行防护的关键。
知识·巧学·升华1.定义：金属的腐蚀是指金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而损耗的现象。
2.3.化学腐蚀：金属跟接触到的干燥气体或非电解质液体等直接发生化学反应而引起的腐4.不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧（1电化学腐蚀，实际上是由大量的微小的电池构成的微电池群自发放电的结果。
是金属与其自身中的杂质(如Fe中的C杂质)构成的微电池。
当它们的表面与溶液接触时，就会发生（2在金属表面的水膜呈酸性时，电解质溶液中的H +在阴极得到电子生成氢气，发生析氢腐负极：Fe-2e-Fe2+正极：2H ++2e -H2其他反应：Fe 2++2OH -Fe(OH)24Fe(OH)2+O 2+2H 2O 4Fe(OH)32Fe(OH)3Fe 2O 3+3H 2O（3金属表面水膜酸性较弱或呈中性时，溶解在溶液中的氧气与水结合，生成OH -，消耗了负极：2Fe-4e-2Fe2+正极：O 2+2H 2O+4e-4OH-其他反应：Fe 2++2OH -Fe(OH)24Fe(OH)2+O 2+2H 2O4Fe(OH)3 2Fe(OH)3Fe 2O 3+3H 2O要点提示 ①无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，阳极上都是铁失去电子被氧化变成亚铁离子。
高中化学人教版选修四 4-4 金属的电化学腐蚀与防护 课件(21张)
① 析氢腐蚀
负极（Fe）： Fe—2e— = Fe2+
正极（C）： 2H++2e— = H2↑
总：2H++Fe=Fe2++H2 ↑
情景创设二
烧过菜的铁锅未及时 洗净(残液NaCl)，第 二天便出现红褐色锈 斑。请讨论分析此条 件下铁腐蚀的原理，
②吸氧腐蚀
A
负极： Fe - 2e- = Fe2+
正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4O 总：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 Fe2O3 · nH2O
钢铁的电化学腐蚀
析氢腐蚀
条件 电 负极 极 Fe(-) 反 正极 应 C(+)
总反应 水膜呈强酸性
吸氧腐蚀
水膜呈中性或弱酸性
Fe-2e-=Fe2+
(次要)
金属跟接触到的物质直接发生化学反应而腐蚀 （2）电化学腐蚀 (主要) 不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生 原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化 腐蚀
思考与分析
• 金属发生电化学腐蚀的条件？
不纯的金属，形成水膜，接触空气。
情景创设一
在酸雨降临 的地方，金 属腐蚀会特 别严重，探 究酸性条件 下金属腐蚀 的原理
（4）外加电流的阴极保护法
将被保护金属与另一附加电极作为电解池的 两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流 电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止 土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。
情景创设五
[交流研讨]
你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗 ?
镀铬 烤漆 烤蓝
人教版-化学选修四第四章金属的电化学腐蚀与防护
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
电 负极 极 Fe(-) 反 正极 应 C(+)
水膜呈强酸性 Fe-2e-=Fe2+
2H++2e－=H2
水膜呈中性或弱酸性 2Fe-4e-=2Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH-
总反应 联系
2H++Fe=Fe2++H2 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 Fe2O3 · nH2O
实验 为什么钢铁在干燥的空气中不易生
锈，而在潮湿的空气中却易生锈呢？
钢铁 潮湿空气水膜CO2、 SO2、H电2S解质溶液（H+)原
铁
电
C
池
电解质溶液形成：H2O
H++OH-
H2O+CO2
H++HCO3-
钢铁在这过程发生了电化学腐蚀。
人教版-化学选修四第四章金属的电化 学腐蚀 与防护 【PPT 实用课 件】
8、铁棒与石墨棒用导线连接后浸入0.01
mol·L－1的食盐溶液中，可能出现的现象是
A.铁棒附近产生OH－
B
B.铁棒被腐蚀
C.石墨棒上放出Cl2 D.石墨棒上放出O2
9、表面镀有保护金属层的铁片，当镀层有
破损时比普通铁片更易腐蚀的是 D
A．白铁（镀锌铁） B．马口铁（镀锡铁） C．镀镍铁 D．镀铜铁
原理： 原电池反应
例如 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀
人教版-化学选修四第四章金属的电化 学腐蚀 与防护 【PPT 实用课 件】
人教版-化学选修四第四章金属的电化 学腐易生锈。
2019-2020年人教版高中化学选修四课件：4.4 金属的电化学腐蚀与防护(共73张PPT)
A.O2在正极参加反应,生成OHB.钢铁生锈过程中电能转化为化学能 C.负极的电极反应式为Fe-3e-====Fe3+ D.为减缓铁制品生锈,可将其与铜相连
【解析】选A。钢铁易生锈是因为在潮湿的空气里,构 成了若干微小原电池,发生吸氧腐蚀。正极反应为 O2+4e-+2H2O====4OH-,故A正确;钢铁生锈过程中化学能 转化为电能,故B错误;负极的电极反应式为Fe-2e====Fe2+,故C错误;将铁与铜相连,铁为负极,加快铁制 品生锈,故D错误。
2.钢铁电化学腐蚀的分析探究: 根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同,钢铁的电化学 腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。铜板上铁铆钉处的电 化学腐蚀如下图所示:
(1)什么是金属的析氢腐蚀? 提示:指金属在酸性条件下发生的电化学腐蚀。该腐蚀 过程中,在正极氢离子得电子析出氢气。 (2)什么是金属的吸氧腐蚀? 提示:是指在弱酸、中性或碱性条件下,金属发生的电 化学腐蚀。该腐蚀过程中,在正极吸收氧气。
【探究总结】
化学腐蚀
电化学腐蚀
金属跟接触到 定 的物质直接发 义 生化学反应引
起的腐蚀
不纯金属(或合金)跟接触到的电
解质溶液所发生的原电池反应,较 活泼金属原子失去电子被氧化而 引起的腐蚀
吸氧腐蚀
析氢腐蚀
化学腐蚀
电化学腐蚀
金属与干燥气 条
体或非电解质 件
直接接触
水膜中溶有O2,呈弱 水膜酸性较 酸性或中性或弱碱
5.以下现象与电化学腐蚀无关的是 ( ) A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 B.生铁比纯铁容易生锈 C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈 D.银质物品久置表面变暗
【解析】选D。A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣中,金属 锌为负极,金属铜作正极,Cu被保护,不易腐蚀,和电化 学腐蚀有关,故A错误;B.生铁中金属铁、碳、潮湿的空 气能构成原电池,金属铁为负极,易被腐蚀而生锈,和电 化学腐蚀有关,故B错误;C.铁质器件附有铜质配件,在 接触处形成原电池装置,其中金属铁为负极,易生铁锈, 和电化学腐蚀有关,故C错误;D.银质物质长期放置后
人教化学选修4第四章第四节 金属的电化学腐蚀和防护(共24张PPT)
烤漆
镀铬
涂机油 涂凡士林
镀锌
金属的防护方法 在制金成属合表金面 （覆 不盖 锈保 钢护 ）层 ——改善金属的—内—部电组镀织、结油构漆(内等因)
改变本质
思考讨论
➢金属腐蚀对生活一定不利吗？人们是否可以将金属腐 蚀的原理用于生活，为我们的生活服务呢？
FeCl3溶液腐 蚀铜电路板
情感升华
谢谢 请各位专家、老师批评指正！
小组讨论
常年与海水接触的钢闸门很容易造成腐蚀，你是否能采用原电池 及电解原理来设计两种防腐方法。
钢 闸
Zn
门
牺牲阳极的阴极保护法：原电池原理
小组讨论 常年与海水接触的钢闸门很容易造成腐蚀，你是否能采用本 章所学内容来防止钢闸门被腐蚀？
钢 闸
辅助阳极
门
外加电流的阴极保护法
联系生活
自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?
e-
e-
Fen+
Fen+
Fe2+
ee-
Fen+
析氢腐蚀：铁在片酸性较Fe强+条2H件+ 下=F有e2氢+ +气H生2↑成的电石化墨学棒腐蚀。
实验探究
向铁粉中加入少量的炭粉，混合 均匀后，撒入内壁用氯化钠溶液 润湿过的锥形瓶中，按图示装置 好仪器，观察、比较导管中水柱 （在水中滴加几滴红墨水）的变 化。
盐酸溶液 现象：冒气泡 铁片溶解 溶液变成浅绿色
换个角度看反应
e-
e-
Fen+
Fen+
e-
e-
Fen+
微观
Fe2+
e-
e-
Fen+
Fen+
人教版高二化学选修4教学课件：第四章4.4 金属的电化学腐蚀与防护(共23张PPT)
一、金属的电化学腐蚀
2. 钢铁的电化学腐蚀
铁是负极，铁失去电子而被氧化成Fe2+： Fe − 2e- ══ Fe2+
碳是正极，发生的反应有两种情况： a. 水膜呈弱酸性或中性：(吸氧腐蚀)
O2 + 4e- + 2H2O ══ 4OHb. 水膜的酸性较强：(析氢腐蚀)
2H+ + 2e- ══ H2↑
金属腐蚀快慢的规律
(1)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。
(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀的 快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质 溶液。
(3)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大 ，腐蚀越快。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度 越大，腐蚀越快。
课堂练习
因素
金属活泼性有关
温度有关
速率
电化学腐蚀 > 化学腐蚀
联系 往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更严重
学问与
烧过菜的铁锅如果未及时洗净(残液中含NaCl) ，第二天便出现红褐色锈斑。请问这种腐蚀是化学 腐蚀还是电化学腐蚀？为什么？
课堂练习
1. 下列有关金属腐蚀的说法中正确的是( C )
①金属的腐蚀全部是氧化还原反应 ②金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，只有
制成不锈钢 …
二、金属的电化学防护
1. 牺牲阳极的阴极保护法
构成原电池，被保护金属做正极
锌块
牺牲阳极的阴极保护法示意图
阴极：发生还原反应的电极 阳极：发生氧化反应的电极
牺牲锌块保护船身
科学探究
用实验验证牺牲阳极的阴极保护法
讨论：1. 电压表指针有何变化？为什么？
人教化学选修4第四章第四节 金属的电化学腐蚀与防护 课件 (共16张PPT)
交流与讨论
1. 什么是金属腐蚀？其本质是什么?
金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应 而引起损耗的现象。 其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。
M – ne-→Mn+ 2. 金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学
腐蚀，两者有何不同？
3. 电化学腐蚀可分为哪些种类？它们的 区别在哪里？
归纳与整理
化学腐蚀
合作与探究 P85
向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀 后，撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润 湿过的两支试管分别标记为a、b中，按 图4-17组装好仪器。几分钟后，观察、 比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨 水）的变化，思考引起变化的原因。
合作交流 1：观察导管中的水柱有什么变化，说 明引起变化的原因？
装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减 小， a装置中有气体参加反应。 装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。
合作交流2：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？
在a装置中铁、炭、氯化钠溶液及b装置中铁、炭、 醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率。
合作交流3：分别画出装置a和装置b的简易图， 并写出电极反应式。
交流与讨论
铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一 些因素的影响.请解释下列有关铁生锈现象的原因.
1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容 易被腐蚀。
2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面 至今很少有铁锈出现。
3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。
4.当化工厂排出的废气为酸性气体时,工厂附 近的铁制品容易生锈。
交流与讨论
根据你的生活常识，你能总结出哪些 防止金属腐蚀的方法？ 并解释这些方法为什么可以达到防止 金属腐蚀的目的？
归纳与整理
4.4 金属的电化学腐蚀与防护(精讲课件)-高二化学(人教版选修4)
金属的电化学防护
3．牺牲阳极的阴极保护法的实验
金属的电化学防护
按如图所示连接好装置，往 Fe 电极区滴入 2 滴 K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液(已知 Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生 成 蓝 色 的 铁 氰 化 亚 铁 沉 淀 ： 3Fe2 ＋ ＋ 2[Fe(CN)6]3 － ===Fe3[Fe(CN)6]2↓)，可以看到电压表指针 发生偏转 ， Fe 电极上有 气泡 产生，没有蓝色沉淀生成，说明溶液中 不含 Fe2＋，Fe 受到 保护 。
A．②①③④⑤⑥ C．⑤④②①③⑥
B．⑤④③①②⑥ D．⑤③②④①⑥
即时应用
4.钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可 见，为此每年国家损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过 程中的有关问题。
即时应用
(1)钢铁的电化学腐蚀原理如图所示：①写出石墨电极 的电极反应式____O__2_＋__4_e－_＋__2_H__2_O_=_=_=__4_O_H__－__________；
金属的电化学腐蚀
2．钢铁的化学腐蚀
[重点解读] 金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
金属的电化学腐蚀
即时应用
1.铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应方 程式为：4Fe＋3O2＋xH2O===2Fe2O3·xH2O。如图为一放在 水槽中的铁架，水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是
( C)
A．①
B．②
C．③
D．④
即时应用
2．如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有 pH＝5 的雨水和生铁片。观察到开始时导管内液面下降， 一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关 解释合理的是( )
即时应用
A．生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应 B．雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀 C．红墨水回升时，碳极反应式： O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．具支试管中溶液 pH 逐渐减小
高中人教版选修4 第4章第4节 金属的电化学腐蚀与防护 课件(32张) (1)
目标导航 要点导学 典例导析 方法导拨 真题导思
跟 踪 训 练 本节小结
第8页
经典品质/超越梦想
同步导练/RJ·选修④
化学
(2)电化学腐蚀。 ________跟________接触时，会发生________，比较活泼的金属失去电子而被氧化， 这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
目标导航 要点导学 典例导析 方法导拨 真题导思
跟 踪 训 练 本节小结
第4页
经典品质/超越梦想
同步导练/RJ·选修④
化学
目标导航
目标导航 要点导学 典例导析 方法导拨 真题导思
跟 踪 训 练 本节小结
第5页
经典品质/超越梦想
同步导练/RJ·选修④
化学
1.了解化学腐蚀与电化学腐蚀的区别
重点
2.掌握析氢腐蚀与吸氧腐蚀 3.了解金属的防护措施
目标导航 要点导学 典例导析 方法导拨 真题导思
跟 踪 训 练 本节小结
第11页
经典品质/超越梦想
同步导练/RJ·选修④
化学
答案
一、1.金属或合金 气体或液体 氧化还原反应 2．金属原子失去电子变成阳离子 氧化反应
3．(1)金属 干燥气体 非电解质液体 (2)不纯的金属 电解质溶液 原电池反应 4．(1)铁 碳 Fe－2e－===Fe2＋ 氧化 2H＋＋2e－===H2↑ 还原 Fe2＋＋2H＋===Fe2 ＋＋H2↑ (2)酸性很弱 中性 一定量的氧气 2Fe－4e－===2Fe2＋ 氧化 O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－ 还原 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O 二、1.锌块 负极(阳极) 正极(阴极)
(教师参考)高中化学 4.4 金属的电化学腐蚀与防护课件 新人教版选修4
吸氧腐蚀
水膜酸性较弱或呈中性
反应过 程
Fe - 2e- = Fe2+
负极
正极 总反应 其他反 应及产
2H++2e-=H2↑ Fe+2H+=Fe2++H2↑
O2+2H2O+4e-=4OH2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
Fe2++2OH-=Fe(OH)2
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O
法：
精选ppt
10
①牺牲阳极的阴极保护法
将还原性强的金属作为保护极与被保护金属相连构成原 电池，还原性较强的金属作为负极发生氧化反应而损耗， 被保护金属作为正极避免腐蚀。这种保护法牺牲了阳极保 护了阴极，所以叫牺牲阳极的阴极保护法。
精选ppt
11
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，而将直流电源的正极接到惰性电极上，让其成为阳极。
Cl2等）直接接触
解质溶液接触
无电流
有微弱电流产生
金属被氧化
较活泼金属被氧化
氧化还原反应
原电池反应
化学腐蚀<电化学腐蚀
两者同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害
更大
精选ppt
4
二、电化学腐蚀 1、概念：不纯的金属或合金跟电解质溶液接触时， 发生原电池反应，比较活泼的金属被氧化的过程。 2、类型：
精选ppt
精选ppt
12
精选ppt
2
想一想
请比较下列现象的异同？
化学腐蚀
电化学腐蚀
相同点： 铁均被腐蚀。 不同点： 第一个装置中，铁和酸直接反应放氢气。 第二个装置中，Fe-C形成原电池，Fe做负极被腐 蚀。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1
第四章 电化学基础
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
【思维导图】
【微试题】
1.关于下列各装置图的叙述中，不正确的是（ ）
2
① ② ③ ④
A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液 B．装置②的总反应是：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
C．装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连 D．装置④中的铁钉几乎没被腐蚀
【答案】B
2.下列说法正确的是（ ）
A. 金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程
3
B．钢铁吸氧腐蚀时，负极反应式为：2H2O+O2+4e－ = 4OH－
C．镀锌铁皮的镀层损坏后，铁更容易腐蚀
D．氯碱工业中，阳极发生的反应为：2Cl－－2e－=C12↑
【答案】D
3.(2012·海南高考·10)下列叙述错误的是( )
A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱 B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液 D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
【答案】C
4
4.(2014山东卷理综30．（16分）)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl7—和AlCl4—组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。
（1）钢制品应接电源的 极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为 。若改用AlCl3水溶液作
电解液，则阴极产物为 。
（2）为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6 mol电子时，所得还原产物的物质的量为 mol。
（3）用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有 。
a．KCl b. KClO3 c. MnO2 d. Mg
取少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象， （填“能”或“不能”）说明固体混合物中无Fe2O3，理由是
（用离子方程式说明） 。
5
【答案】（1）负 4Al2Cl7—+3e-=Al+7AlCl4— H2 （2）3
（3） b、d 不能 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 2Fe3++ Fe=3Fe2+（或只写Fe+ 2Fe3+ =3Fe2+）
【解析】（1）在钢制品上电镀铝时，即钢制品为镀件，电镀时作为阴极（与电源的负极相连）；在电镀时，阴极生成Al单质，所以电极反应为
4Al2Cl7—+3e-=Al+7AlCl4—；电镀时若用AlCl3作为电解液，则由水电离出的H+也能在阴极放点生成H2；
（2）用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层时，发生反应的方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，该反应的还原产物是H2。根据H2与转移电子数的关系：H2~2e-，
所以H2的物质的量是3mol。
（3）铝热反应常用于冶炼高熔点的金属，并且它是一个放热反应其中镁条为引燃剂，氯酸钾为助燃剂，所以答案选bd；H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式为
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，铝热反应生成的Fe可将Fe3+还原为Fe2+，所以不能说明固体混合物中无Fe2O3。