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金属的电化学腐蚀[1]


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第三单元

金属的腐蚀与防护

金属的电化学腐蚀
【学海导航】
1、能通过多种方式了解金属腐蚀带来的危害,认识防止金属腐蚀的重要意义。 2、了解化学腐蚀及电化学腐蚀的含义,理解电化学腐蚀发生的条件。 3、通过实验探究铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀的区别,并认识不同腐蚀发生的

条件。 4、了解常见的防止金属腐蚀的方法,并能解释其中的原因。 【知识精粹】 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 。 实质:金属原子失去电子被氧化成离子,即:M-ne ==Mn 2、分类(根据与接触的介质类型) : ①化学腐蚀:金属与外界接触的物质(一般是 蚀叫做化学腐蚀。 如: 。 )直接发生化学反应而引起的腐
- +

②电化学腐蚀: 不纯的金属或合金与电解质溶液接触会发生原电池反应, 比较活泼的金属原 子失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。 A、析氢腐蚀(水膜的酸性较强) 电极反应为:负极( Fe ) :Fe-2e ==Fe2 正极( C
+ - - +

) :2H +2e ==H2↑
- +

B、吸氧腐蚀(水膜的酸性很弱或中性溶液) 电极反应为:负极( Fe ) :2Fe-4e ==2Fe2 正极( C
+ + -

) :2H2O+O2+4e ==4OH




※Fe2 继续被氧化:Fe2 -→Fe3 -→??-→Fe2O3· 2O(铁锈) nH 二、金属的防护 1、金属腐蚀的因素: ①金属的本性(组成和结构) :金属越活泼,就越容易失去电子而被腐蚀; ②介质:金属接触到潮湿的空气、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――防止金属形成原电池,杜绝形成原电池的条件。 ① 改变 ② 在金属表面 (如制成合金、不锈钢等) ,可以增强金属耐腐蚀的能力; ,以断绝金属与外界物质接触,达到耐腐蚀的效果。 (油脂、

油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜) ; ③ 保护法

A、牺牲阳极的阴极保护法(铁上连锌片或镁片) ; B、外加电源的阴极保护法(如将需保护的金属接在电源的阴极上) 。
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【精彩例题】 例题 1、 在钢铁腐蚀过程中, 下列五种变化可能发生的是: Fe 转化为 Fe ; 产生 H2; O2 ① ② ③ 被还原;④ Fe(OH)3 失水形成 Fe2O3·nH2O;⑤ 杂质碳被氧化 A、只有① 和② B、只有② ④ ③ C、① ③ ②④ ( D、① ③ ⑤ ②④ ( ) )
2+ 3+

例题 2、如图,各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为

A、④>②>①>③

B、②>①>③>④

C、④>②>③>①

D、③>②>④>①

【基础达标】
1.下列试管中的铁钉腐蚀最快的是 ( )

2.下列方法不能用于金属防腐处理的是 A.油漆 B.表面打磨 C.制成合金 D.电镀

(

)

3.以下现象与电化腐蚀无关的是 A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 C.锈质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈 4.钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上发生的电极反应是 A.2H +2e == H2 C.2H2O+O2+4e == 4OH
+

( B.生铁比软铁芯容易生锈 D.银质奖牌久置后表面变暗 (

)

)

B.Fe +2e == Fe D.Fe +e == Fe
3+ 2+

2+

5.家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现锈斑,在此变化过程中不发生的化学反应是( ... A.4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3↓ C.2H2O + O2 + 4e =4OH


)

B.2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓ D.Fe-3e=Fe
3+

6.将铜棒和铁棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中,下列叙述正确的是 A.该装置能形成原电池,其中铁是负极 C.该装置不能形成原电池

(

)

B.该装置能形成原电池,其中铜是负极 D.以上说法均不正确

7.制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液” ,发生的反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+ CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可 能出现的是 A.烧杯中有铜无铁 C.烧杯中铁、铜都有 B.烧杯中有铁无铜 D.烧杯中铁、铜都无 ( )

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8.按下图装置实验,若 x 轴表示流入阴极的电子的物质的量,则 y 轴可表示

(1)c(Ag ) (2)c(NO3—) (3)a 棒的质量 (4)b 棒的质量(5)溶液的 pH
+

A. (3) (1)

B. (4) (3)

C. (2) (1) (4)

D. (2) (1) (5)

9. A、B、C 三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

(1)A 中反应的离子方程式为__________________ (2) 中 Sn 极的电极反应式为_______________ B “减小”或“不变” )_________。 (3)C 中被腐蚀的金属是_______,总反应式为________________________ 比较 A、B、C 中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是___________________。 ....



______, 极附近溶液的 pH “增大” Sn (填 、 _____。

【能力提高】
10、由于 Fe(OH)2 极易被氧化,所以实验室难用亚铁盐溶液 与烧碱反应制得白色纯净的 Fe(OH)2 沉淀。若用如图所示实验 装置可制得纯净的 Fe(OH)2 沉淀。两极材料分别为石墨和铁。 (1)a 电极材料为___________。其电极反应式为___________。 (2)电解液 d 可以是__________,则白色沉淀在电极上生成;也可以是_______,则白色 沉淀在两极之间的溶液中生成。 A.纯水 B。NaCl 溶液 C。NaOH 溶液 D。CuCl2 溶液
-

a

b c d

(3)液体 c 为苯,其作用是_________,在加入苯之前,对 d 溶液进行加热处理的目的是 _____。 (4)为了在短时间内看到白色沉淀,可以采取的措施是( A.改用稀硫酸做电解液 C.适当缩小两电极间距离 B.适当增大电源电压 D.适当降低电解液温度 )

(5)若 d 改为 Na2SO4 溶液,当电解一段时间,看到白色沉淀后,再反接电源,继续电解, 除了电极上看到气泡外,另一明显现象为___________________。

11.下图表示各物质之间的转化关系。已知:A、D、F、H 均为单质,X 常温下为无色液体,

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B 为淡黄色固体,J 溶于酸得到黄色溶液。 H 高温 ① 右图装置 ② C D E F B X ③ G 的溶液 H 请按要求填空: ⑴写出 B 的电子式:______________________。 ⑵写出用 A 作电极电解 G 溶液,在电极上生成 E 的反应式:_______________________,反 应⑤的现象是___________________________ __ 。 X ⑤ A I 直流电源 G 的 溶 液

高温 ④

A

X

A

A

J



K 的溶液 G 的溶液 D

⑶反应①的化学方程式是___________________________________,反应④在生产中有重要 应用,被称为____________________反应。 ⑷反应⑥的离子方程式是__________________________________________

金属的电化学腐蚀参考答案: 1 D 2 B 3 D 4C 5 D 6 B 7 B 8 D 9、(1)Fe+2H =Fe +H2↑
+ + 2+

(2)2H +2e = H2↑,增大 10、 (1)Fe,Fe-2e = Fe
- 2+

(3)Zn

Zn+2H =Zn +H2↑ B A C (3)隔绝空气,尽可能将空气赶出



2+

(2)C,B

(4)BC (5)白色沉淀迅速转变为灰白色,最后转变为红褐色。 11、 (1)略(2)Fe+2OH ―2e =Fe(OH)2 白色沉淀迅速转变为灰白色,最后转变为红褐色 (3)3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 ↑ 铝热反应 (4)2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
― -

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