第4章第3节 金属的腐蚀与防护(第2课时 金属的防护)(教师版）-2021-2022学年高二化学同步精品学案（新教材人教版选择性必修1）

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《2021-2022 学年高二化学同步精品学案（新人教版选择性必修 1）》
第四章 化学反应与电能
第三节 金属的腐蚀与防护（2）
二、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（非）金属制成合金。如不锈钢、钛合金等。
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。
3．电化学保护法
金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐
蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，就不易被腐蚀。
如钢铁的防腐通常采用下列两种阴极保护法。
牺牲阳极法 外加电流法
示意图
工作原理 原电池原理 电解池原理
电极设计 负极：活泼性更强的金属
正极：被保护的金属
阳极：惰性金属或石墨
阴极：被保护的金属
【思考与讨论】牺牲阳极法和外加电流法都要采用辅助阳极，将被保护的金属作为阴极。在这两种方法中：
（1）辅助阳极发生的电极反应类型是否相同?
（2）对于用作辅助阳极的金属的化学性质各有什么要求?
【实验探究】实验 4—4
〔资料卡片〕Fe2＋的检验
Fe2＋与黄色 K3[Fe(CN)6]（铁氰化钾）溶液反应生成特征蓝色沉淀 KFe[Fe(CN)6]。
（1）牺牲阳极法的实验探究
连接如图装置，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，再向试管中滴入 2滴K3[Fe(CN)6]溶液
实验现象 电极反应
电流表 指针偏转
Fe 电极 有气泡产生；
试管中溶液未生成蓝色沉淀。 2H＋＋2e－===H2↑
Zn 电极 锌棒溶解变细 Zn －2eˉ == Zn2+
实验结论 溶液中不含 Fe2＋，铁作正极未被腐蚀
（2）两个培养皿 a、b中均放入含有 NaCl 的琼脂，并注入 5～6滴酚酞和 K3[Fe(CN)6]溶液。
实验装置
裹有锌皮的铁钉 缠有铜丝的铁钉
现象
红色 铁钉周围变红 铜丝周围变红
蓝色沉淀 未见蓝色沉淀 铁钉周围生成蓝色沉淀
电极反应
Zn －2eˉ == Zn2+
O2 + 4eˉ+ 2H2O == 4OHˉ
Fe－2eˉ == Fe2+
O2 + 4eˉ+ 2H2O == 4OHˉ
结论 Zn
被腐蚀，Fe
被保护。 Fe
被腐蚀，Cu
被保护。
【预习检验】
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
（1）若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓海轮外壳的腐蚀（ × ）
（2）镀锌铁和镀锡铁在保护层破损后，就失去了对金属的保护作用（ × ）
（3）生铁比纯铁容易生锈（ √ ）
（4）在钢铁表面进行发蓝处理，生成氧化铁薄膜保护金属（ × ）
（5）阴极还原处理铝制品生成致密的保护膜属于电化学保护法（ × ）
（6）外加电流法是把被保护的钢闸门作为阳极，把惰性电极作为辅助阴极（ × ）
2．我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护
原理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B．通电时，阴极上的电极反应为 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．断电时，锌环上的电极反应为 Zn2＋＋2e－===Zn
D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
【答案】C　
〔解析〕锌环与电源的正极相连，为阳极，A项正确；断电时，Zn 比铁活泼，作负极，电极
反应为 Zn－2e－===Zn2＋，C项错误。
3．如图是自来水表的常见安装方式。下列有关说法不正确的是(　　)
A．该安装方式的水表更容易被腐蚀
B．发生腐蚀过程中，电子从接头流向水表
C．腐蚀时水表发生的电极反应为 2H2O+O2+4e−===4OH−
D．腐蚀过程还涉及反应：4Fe(OH)2+ O2+2H2O ===4Fe(OH)3
【答案】A
〔解析〕构成原电池，腐蚀铁，保护铜，所以该安装方式的水表不易被腐蚀，故A不正确；电子由铁流向
铜，即电子从接头流向水表，故B正确；水表发生了吸氧腐蚀，氧气在水表的表面得电子，电极反应式为
2H2O+O2+4e−===4OH−，故C正确；负极放电产生的 Fe2+与正极产生的 OH−结合成 Fe(OH)2，Fe(OH)2被空
气中的氧气氧化生成氢氧化铁，所以腐蚀过程还涉及反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3，故D正确。
4．支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳
极。下列有关表述不正确的是(　　)
A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
【答案】C　
〔解析〕题给信息高硅铸铁为“惰性辅助阳极”不损耗，C项错误。
5．“暖宝宝”主要成分有铁粉、水、食盐、活性炭、吸水性树脂等，工作时利用微孔透氧技术反应发热。下
列说法错误的是(　　)
A．发热时铁粉发生了吸氧腐蚀 B．食盐作电解质，活性炭为正极
C．工作时，吸水性树脂可供水 D．暖宝宝可以重复使用
【答案】D　
〔解析〕A项，固体混合物组成原电池，发热时铁粉失电子，生成亚铁离子，而正极上，氧气得电子，与水反
应生成氢氧根离子，故放电时发生了吸氧腐蚀，正确；B项，固体混合物组成原电池，发生电化学腐蚀，铁作
负极，食盐作电解质，活性炭为正极，正确；C项，吸水性树脂是一种吸水能力特别强的功能高分子材料，可
反复释水、吸水，工作时，吸水性树脂可供水，正确；D项，铁发生吸氧腐蚀后，不能再还原为铁粉，则“暖
宝宝”不可以重复使用，错误。
6．验证牺牲阳极法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的 3%NaCl 溶液）。
①②③
在Fe 表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀
下列说法不正确的是（　　）
A．对比②③，可以判定Zn 保护了Fe
B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将 Fe 氧化
C．验证Zn 保护 Fe 时不能用①的方法
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