课时4.8 金属的电化学腐蚀与防护-2021-2022学年高二化学选择性必修1精品讲义（人教版2019）

3.0 cande 2025-05-13 22 4 1.32MB 12 页 3知币

侵权投诉

课时 4.8 金属的腐蚀与防护

【学习目标】

1、认识金属腐蚀的危害，并能解释金属发生电化学腐蚀的原因

2、能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式

3、熟知金属防护方法，特别是理解电化学防护的方法

【主干知识精讲】

一、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：金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化反应)，M－ne－===Mn＋

3、金属腐蚀的类型——根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类

(1)化学腐蚀

①概念：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，如：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等

②实质：金属和非电解质或其它物质相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀

③特点：腐蚀过程没有电流产生，腐蚀的速率随温度升高而加快，如：钢铁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概念：当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

②实质：发生原电池反应

③特点：电化学腐蚀过程有微弱电流产生

(3)化学腐蚀与电化学腐蚀的比较

类型化学腐蚀电化学腐蚀

条件金属与干燥气体(如：O2、Cl2、SO2等)或非

电解质液体(如：石油)等接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触

现象无电流产生有微弱电流产生

本质金属被氧化较活泼金属被氧化

联系金属腐蚀过程中，电化学腐蚀和化学腐蚀同时发生，但绝大多数属于电化学腐蚀，且比化

学腐蚀的速率大得多

4、电化学腐蚀的分类——钢铁的电化学腐蚀

类型析氢腐蚀(腐蚀过程中不断有氢气放出)吸氧腐蚀(反应过程吸收氧气)

示意图

条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性

电极材料

及反应

负极(Fe) Fe－2e－===Fe2＋Fe－2e－===Fe2＋

正极(碳)2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－

总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O

联系吸氧腐蚀更普遍

【微点拨】

①析氢腐蚀和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，负极均是 Fe 失电子生成 Fe2＋，而非 Fe3＋

③一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀，金属活动顺序表中氢后

的金属不能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀

④金属活动顺序表中氢之前、镁之后金属的电化学腐蚀与钢铁的电化学腐蚀相似

5、电化学腐蚀的实验探究

(1)实验探究一

实验过程将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。几分钟

后，观察导管中水柱的变化，并解释引起这种变化的原因

示意图

实验现象导管中液面上升

实验解释装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生吸氧腐蚀

(2)实验探究二

实验过程取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向其中

一支试管中滴加 1～2滴硫酸铜溶液，再观察现象，并解释引起这种变化的原因

示意图

实验现象开始时试管中均有无色气体产生，滴加硫酸铜溶液后产生气体的速率明显加快

实验解释 Zn 与CuSO4反应生成 Cu，Zn、Cu 和稀盐酸构成原电池，形成电化学腐蚀，速率更快

6、判断金属腐蚀快慢的规律

(1)同一金属在相同电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：电解原理引起的腐蚀(即电解池的阳极)＞原电池原理引起

的腐蚀(即原电池的负极)＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀(即电解池的阴极、原电池的正极及加有镀层的金属

等)

(2)同一金属在不同电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液

(3)活动性不同的两种金属，活动性越强，腐蚀得越快

(4)同一金属在相同电解质溶液中，电解质浓度越大，腐蚀越快

【对点训练 1】

1、判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

(1)所有金属纯度越大，越不易被腐蚀(　　)

(2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样(　　)

(3)干燥环境下金属不被腐蚀(　　)

(4)Al、Fe、Cu 在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(　　)

(5)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成 Fe3＋(　　)

2、下列有关金属腐蚀的说法中正确的是(　　)

A．金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程

B．电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程

C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈

D．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生

3、如图所示的钢铁腐蚀中，下列说法正确的是(　　)

A．碳表面发生氧化反应 B．钢铁被腐蚀的最终产物为 FeO

C．生活中钢铁制品的腐蚀以图②所示为主 D．图②中，正极反应式为 O2＋4e－＋2H2O===4OH－

4、如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为(　　)

A．②①③④⑤⑥ B．⑤④③①②⑥ C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥

二、金属的防护：金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑

1、改变金属材料的组成：在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金

如：把铬、镍等加入普通钢中制成不锈钢产品；钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且具有良好的生物相容性

2、在金属表面覆盖保护层：在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开。

(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)用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如：锌、锡、铬、镍等

(3)工业上常利用一些溶液的氧化作用，在机器零件、精密仪器、枪炮等钢铁制件的表面上形成一层致密的黑色

的四氧化三铁薄膜

(4)利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化

(5)采用离子注入、表面渗镀等方式在金属表面可以形成稳定的钝化膜

3、电化学防护法

(1)牺牲阳极法

原理利用原电池原理，让被保护金属做正极，一种活泼性

较强的金属做负极，用导线相连

要求被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极

应用锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块

①实验探究一：以Fe 作保护电极，Zn 作辅助电极，以经过酸化的 3%NaCl 溶液作电解质溶液，观察电流表指

针的变化，以及烧杯中两个电极附近发生的现象。过一段时间，用胶头滴管从Fe 电极区域取少量溶液于试

管中，再向试管中滴加 2滴K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，观察试管中颜色的变化。

已知：Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓

实验装置电流表阳极(负极区)阴极(正极区)

现象指针偏转 Zn 溶解有气泡产生，无蓝色沉淀生成

有关反应 —Zn－2e－===Zn2＋2H＋＋2e－===H2↑

结论溶液中不含 Fe2＋，铁作正极未被腐蚀

②实验探究二

实验过程将1 g 琼脂加入 250 mL 烧杯中，再加入 50 mL 饱和食盐水和 150 mL 水。搅拌、加热

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

3 知币 4人已下载

立即下载

课时4.8 金属的电化学腐蚀与防护-2021-2022学年高二化学选择性必修1精品讲义（人教版2019）.docx

共12页,预览4页

还剩页未读，继续阅读

课时4.8 金属的电化学腐蚀与防护-2021-2022学年高二化学选择性必修1精品讲义（人教版2019）

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择: