高中化学新人教选修4 金属的电化学腐蚀与防护.doc

用心爱心专心116号编辑

金属的电化学腐蚀与防护
复习目标：
1.解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害。
2.探究防止金属腐蚀的措施。
复习重点：电化腐蚀的原因．
复习难点：析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式．
课时划分：一课时
教学过程：
知识梳理
一、金属腐蚀
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿反应而腐蚀损耗的过程。
1、化学腐蚀：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿反应而引起的腐蚀。特点：反应＿、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
2、电化学腐蚀：＿＿＿＿＿＿与电解质溶液接触，会发生原电池反应，＿＿＿＿的金属失电子被氧化的腐蚀。

分类析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强（弱酸）水膜酸性较弱或呈中性负极反应Fe–2e－===Fe2+2Fe–4e－===2Fe2+正极反应2H2O+2e－===H2↑+2OH－总反应2Fe+2H2O+O2==2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3.xH2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3.xH2O次要主要3、化学腐蚀与电化腐蚀的对比
（1）本质：金属原子失电子而被氧化
M–ne==Mn+
金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件本质现象
（2）相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。
二、金属的电化学保护
1、牺牲阳极保护法2、外加电流法
【总结】判断金属腐蚀快慢的规律：
(1)电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀；(2)同种金属的腐蚀在强电解质中>弱电解质中>非电解质中；(3)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快；(4)对同一电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。防止金属腐蚀主要有改变金属的成分、在金属表面覆盖保护层及电化学保护法等。
典例剖析
例1、钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应是A．2H＋＋2e-＝H2B．2H2O＋O2＋4e-＝4OH-C．Fe－2e-＝Fe2＋D．4OH-－4e-＝2H2O＋O2
解析：钢铁发生电化学腐蚀时，负极上发生的电极反应是：Fe－2e-＝Fe2＋；正极上发生的电极反应，吸氧腐蚀是：2H2O＋O2＋4e-＝4OH-，析氢腐蚀是：2H＋＋2e-＝H2。答案C
例2、在体积相同、浓度同为4.0mol/L的盐酸中，一份加入纯锌，另一份加入含有杂质铜的金属锌，哪个反应产生的氢气速率快？简述其原因。
解析：纯锌跟盐酸发生的是置换反应，含有铜的金属锌跟盐酸发生的电化学反应，无数Cu－Zn微小原电池的形成，使化学反应速率加快。含有杂质铜的金属锌跟盐酸反应速率快，这是由于Cu、Zn构成原电池的正极和负极，其电极反应式为：
（－）极Zn-2e—=Zn2＋（＋）极2H＋＋2e-＝H2↑。
在相同条件下，电化学反应比化学反应的反应速率快得多。
例3：埋在地下的钢铁管道容易腐蚀而损坏，其原因在哪里？应采取何种措施保护埋在地下的管道？
解答：地下钢铁管道容易腐蚀的原因是发生电化学腐蚀。可在管道外壁涂沥青保护层，使钢铁管道跟周围电解质溶液隔离开来，破坏原电池形成的条件，从而使地下钢铁管道得到保护。另外，可把比Fe更活泼的Zn联结在钢铁管道，Zn作为原电池的负极被腐蚀，而钢铁管道则被保护。
例4、如图各容器中盛有海水，铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是

A．④>②>①>③B．②>①>③>④C．④>②>③>①D．③>②>④>①解析：金属腐蚀的快慢判断方法：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐蚀措施的腐蚀；同一种金属腐蚀：强电解质>弱电解质>非电解质溶液。②、③实质均为原电池装置，④为电解池装置，Fe作阳极，腐蚀最快。③中Fe为正极，被保护；②中Fe为负极，被腐蚀，①中因铁不纯而发生微电池反应。答案：A。
例5：有4种金属。a、b、c、d，当它们两两组成原电池时，金属a都是正极；在这4种金属组成的混合物中，加入足量的盐酸，可使金属b和c溶解；过滤后，在滤液中加入过量NaOH溶液，得到c离子形成的沉淀。由此可知这4种金属的活动性由强到弱的正确顺序可能是下列中的
A、acbdB、cbdaC、bcdaD、abcd
解析：当两种金属组成原电池两极时，总是不活泼金属作正极，由此可知在a、b、c、d4种金属中，a是最不活泼的金属。又从在a、b、c、d混合物中加入盐酸，可使金属b、c溶解，说明b、c比d要活泼。根据以上分析，可以排除掉选项A和选项D。b、c两种金属谁更活泼，不能从c的离子与过量NaOH反应生成沉淀得到解答，因为这种c离子的沉淀若为Mg(OH)2，则c＞b，若c离子沉淀为Fe(OH)3，则b＞c（假定b为金属锌）。答案：B、C。
例6、下表数据是在某高温下，金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时，在金属表面生成氧化薄膜的实验记录：
E