1、第二节 金属的腐蚀和防护学习目标：1.能描述金属腐蚀的类型和化学原理。(重点)2.了解影响金属腐蚀快慢的因素。( 难点)3.知道金属防护的常用方法。(重点)4.认识防止金属腐蚀的重要意义。自 主 预 习探 新 知一、金属的腐蚀1定义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本质金属原子失去电子变成阳离子的过程。M ne 氧 化 反 应 Mn3分类(1)金属腐蚀Error!(2)化学腐蚀和电化学腐蚀的比较类型 化学腐蚀 电化学腐蚀条件金属与氧化性物质直接接触不纯金属(或合金) 与电解质溶液接触发生原电池反应本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化区别 无电流产生 有微弱电流产生
2、关系化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更严重4吸氧腐蚀与析氢腐蚀比较(以 Fe 为例)类型 吸氧腐蚀 析氢腐蚀条件 水膜呈弱酸性或中性 水膜呈酸性示意图正极反应(C) O22H 2O4e =4OH 2H 2e =H2负极反应(Fe)Fe2e =Fe2 Fe2e =Fe2电池总反应 2FeO 22H 2O =2Fe(OH)2 Fe2H =Fe2 H 2铁锈的形成Fe2 2OH =Fe(OH)24Fe(OH)2O 22H 2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3nH2O(3n)H 2O微点拨：(1)金属的腐 蚀以电化学腐蚀为主，电化学腐蚀中又以吸氧腐蚀为主。(2)
3、析氢、吸氧腐蚀的负极反应相同，其差异主要体现在正极反应上。 二、金属的防护1影响金属腐蚀的因素(1)金属的性质金属越活泼，越易被腐蚀。若金属中能导电的杂质不如该金属活泼，则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。(2)介质的影响在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。2金属的防护方法基础自测1判断对错(1)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成 Fe3 ( )(2)因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化学腐蚀以析氢腐蚀为主( )(3)无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化( )【答案】 (1) (2) (3)2下列各种方法中：金属表面涂抹油漆 改变金属内部结构 保持金属表面
4、清洁干燥 在金属表面进行电镀 使金属表面形成致密的氧化物薄膜能对金属起到防护或减缓腐蚀作用的是( )【导学号：49402087】A BC D全部D 金属腐 蚀的防护方法有加保护层，如，改变内部结构，加入某种金属制成合金，如。由于化学腐蚀比电化学腐蚀慢，保持表面清洁干燥可防止电化学腐蚀的发生，如。3钢铁生锈过程发生如下反应：2FeO 22H 2O=2Fe(OH)2；4Fe(OH) 2 O22H 2O=4Fe(OH)3；2Fe(OH) 3=Fe2O3nH2O(3n)H 2O。下列说法正确的是 ( )A反应、中电子转移数目相等B反应 中氧化剂是氧气和水C与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D钢铁
5、在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀A 反应中消耗 O2 的量相等，两个反应也仅有 O2 作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A 项正确； 中 H2O 的 H、O 两元素的化合价没有变，故不作氧化剂， B 项错误；铜和钢 中的铁构成原电池，腐蚀 速率加快， C 项错误；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故 D 项错误。合 作 探 究攻 重 难金属腐蚀快慢的判断1影响金属腐蚀速率的因素(1)金属的本性：金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀，如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼，则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。(2)介质：与金属所接触的电解质强弱有关，活泼金属在
6、电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。(3)温度：温度越高，腐蚀速率越快。2金属腐蚀快慢的判断方法(1)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。(2)对同一种金属来说，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，电解质溶液浓度越大，腐蚀速率越快。对点训练1如图，一根铁丝插入煮沸过的蒸馏水中，铁丝上有三点。(1)A、B 、C 三点中腐蚀最快的是_。(2)若向蒸馏水中加入少量食盐，B 处的腐蚀速率将_(填“加快”“不变”或“减慢
7、”)。(3)若将蒸馏水换成：0.1 molL1 H2SO4 溶液；1 molL1 H2SO4 溶液；18.4 molL1 H2SO4 溶液，则 A 处腐蚀由快到慢的顺序是_。【解析】 (1)根据题意可知： A 在煮沸的蒸馏水内部，因缺少氧气，很难形成电解质溶液，几乎不腐蚀 。B 在水面处，发生了电 化学腐蚀。C 在水面以上，与氧气发生化学腐蚀，根据同一种物质， 发生电化学腐 蚀与化学腐蚀的对比可知 B处铁丝的腐蚀比 C 处的快。(2)蒸馏水中加入少量食 盐(强电解质) ，增 强了原电池中电解质溶液的导电能力，B 点腐蚀速率远大于以前。(3)硫酸为 稀硫酸，但是中硫酸的浓度小于中硫酸的浓度，铁丝
8、在中的腐蚀速率比中的快， 中 18.4 molL1 的硫酸 (98%)是浓硫酸，铁很快发生了钝化，几乎不腐蚀。【答案】 (1)B (2)加快 (3) 判断金属腐蚀类型和金属腐蚀的程度，注意以下几点：(1)金属纯度。金属越纯越不易形成原电池，越抗腐蚀。(2)杂质的活泼性。杂质比主体金属活泼，主体金属被保护，否则，会加快主体金属腐蚀。(3)镀层的活泼性。镀层被破坏时镀层金属比主体金属稳定，则主体金属腐蚀速率加快。(4)水膜(电解质溶液)的成分。含电解质越多 (浓度越大 )，金属腐蚀越严重。金属防护的常用方法原理 方法 适用对象包覆塑料层 工具或车把涂油漆 户外铁制设备涂矿物油 机械运转部分使氧化剂
9、与金属隔离电镀 精密仪器或设备防止化学腐蚀改变金属内部结构 制成不锈钢 精密仪器或设备牺牲锌 (镁)块牺牲锌( 镁)保护铁大型门闸与舰船防止电化学腐蚀与外接电源负极相连 铁作阴极被保护 大型水上设施对点训练2现有：汽车；机器上的齿轮；门把手；锯条；铁制洗脸盆等常见铁制品。为了防止它们生锈，通常适合采用下面哪一种方法？(填序号) 【导学号：49402088】(1)在表面喷漆_；(2)在表面涂油_；(3)在表面镀一层其他金属_；(4)在表面烧制搪瓷_；(5)使其表面形成致密的氧化物保护膜_。【解析】 防止金属被腐蚀主要采用：(1)表面上加保护层，如烤漆、涂机油或凡士林、电镀、烤蓝等；(2) 电化学
10、方法， 牺牲阳极的阴极保护法、外加 电源的阴极保护法；(3) 改变金属的内部 结构等。【答案】 (1) (2) (3) (4) (5)当 堂 达 标固 双 基1金属腐蚀的本质是金属( )A被氧化 B被还原C和氧气发生化合反应 D置换出氢气A 金属腐 蚀的本质是金属发生氧化反应。2古老的铁桥，经常每隔一段时间，就要涂一遍油漆，但仍看到有锈迹。下列说法中合理的是( )【导学号：49402089】A油漆只起美观作用，而与腐蚀无关B铁桥生锈主要是铁和空气中的氧气发生了化学腐蚀C铁桥生锈主要是铁与空气中的 O2、H 2O 等发生电化学腐蚀D铁桥腐蚀与外界环境无关，只由金属内部结构决定C 铁桥 腐蚀主要是
11、 Fe 与空气中的 O2、H2O 等发生了电化学腐蚀中的吸氧腐蚀的结果，而油漆起到了隔 绝 O2、H2O 的作用。3如图所示各试管中的铁钉最易锈蚀的是( )C 含有少量铜的铁钉放在自来水中，会与水中溶解的少量 电解质构成原电池，铁钉 作为负极，最易腐蚀。4下列材料保护的措施中不正确的是( )【导学号：49402090】A将搪瓷快餐杯脱瓷的部位用醇酸油漆涂严实，防止杯被腐蚀B将自行车的铁链条涂上植物油，防止链条被腐蚀C将埋在地下的铁水管缠上废铜丝，防止水管被腐蚀D将待埋在地下的木头桩先用火将表面烧焦，防止木材被腐蚀C 铁 和铜在电解质溶液里构成铁为负极、铜为正极的原 电池，加快铁的腐蚀。木材 烧
12、焦的部分主要是木炭，木炭的化学性 质比 较稳定，不易腐 烂。5如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于_腐蚀。(2)若试管内液面上升，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应：负极_；正极_。(3)若试管内液面下降，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应：负极_；正极_。【解析】 根据原电池的构成条件，两种不同的材料在有电解质溶液时，若形成闭合回路，即可构成原 电池。 铁钉实际上是钢制成的，在这种情况下具备形成原电池的条件，此时发生的腐蚀属于电化学腐蚀。根据金属腐蚀的条件、原理及结果可知：试管内液面上升，说明试管内压强减小，气体被吸收所致，是 铁钉吸氧腐蚀的结果，据此写出电 极反应；试管内液面下降，说明试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是 铁钉的析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应。【答案】 (1)电化学(2)弱酸性或中 吸氧 2Fe4e =2Fe2 O 24e 2H 2O=4OH(3)较强的酸 析氢 Fe2e =Fe2 2H 2e =H2
