2019年金属的腐蚀与防护

取两个2～3 cm的铁钉，用砂纸擦光。 如图(a)所示，将裹有锌皮的铁钉放入上述 的一个培养皿中；如图(b)所示，将缠有铜 丝的铁钉放入另一个培养皿中。观察并解释 实验现象。
(a)裹有锌皮的铁钉 (b)缠有铜丝的铁钉
教学过程
教学过程
铁钉的裸露部分周围出现 特征蓝色，铜丝附近变红
裹有锌片的铁钉，锌片逐渐 溶解，铁钉附近溶液变红色
不锈钢高压锅
教学过程
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 开是一种普遍采用的 防护方法。
包裹塑料
涂矿物性油脂
搪瓷
喷漆
镀铬
发蓝处理
教学过程
思考与讨论：自行车部件采用了什么样的防护措施吗?
镀铬
烤蓝
烤漆
涂机油
涂凡士林
镀锌
教学过程
思考与讨论
常用的白铁皮是在薄钢板表面镀上一层锌，罐装食品用的马口铁是在 薄钢板表面镀上一层锡。若上述两种钢铁制品的表面出现破损时，请分析并 说明白铁皮、马口铁的腐蚀情况。
课堂练习
典例1． 港珠澳大桥设计寿命120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析 错误的是( ) A．防腐原理主要是避免发生反应：2Fe＋O2＋2H2O = 2Fe(OH)2 B．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池 C．采用外加电流法时需外接镁、锌等作辅助阳极 D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀
教学过程
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，辅助阳极发生的电极反应类型是否相同？对于用作辅助阳 极的金属的化学性质各有什么要求？
牺牲阳极法和外加电流法采用的辅助阳极，在电极上发生的反应类型是相同的， 都是发生氧化反应。采用的辅助阳极在化学性质上要求是不同的，牺牲阳极法采用的 辅助阳极金属材料的活动性必须比被保护的金属的活动性要强，外加电流法的辅助阳 极只起导电作用，惰性电极和金属均可作辅助阳极，但最好选用惰性电极。

第六章化学反应与能量李仕才第三节电解池金属的电化学腐蚀与防护考点三金属的腐蚀与防护1．金属的腐蚀(1)概念：金属的腐蚀是指金属或合金跟周围接触到的化学物质发生化学反应而腐蚀损耗的过程。

(2)本质：金属失去电子而被损耗，M－ne－===M n＋(M表示金属)，发生氧化反应。

(3)类型①化学腐蚀与电化学腐蚀②析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析：铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。

2.金属的保护判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．干燥环境下金属不被腐蚀。

( ×)2．Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。

( ×)3．钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋。

( ×)4．镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比镀铜前更容易生锈。

( √)5．在潮湿空气中，钢铁表面形成水膜，金属发生的一定是吸氧腐蚀。

( ×)6．外加电流的阴极保护法是将被保护金属接在直流电源的正极。

( ×)7．在船体外嵌入锌块，可以减缓船体的腐蚀，属于牺牲阴极的保护法。

( ×)1．金属的腐蚀主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀，其中以电化学腐蚀为主。

2．钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。

3．铜暴露在潮湿空气中发生的是化学腐蚀，而不是电化学腐蚀，生成铜绿的化学成分是Cu2(OH)2CO3。

一、金属的腐蚀与防护1．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是( )A ．图1中，铁钉易被腐蚀B ．图2中，滴加少量K 3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀出现C ．图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D ．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极 解析：A 项，图1中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀；B 项，负极反应为Fe －2e －===Fe 2＋，Fe 2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成Fe 3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀；D 项，为牺牲阳极的阴极保护法，镁块相当于原电池的负极。

金属的电化学腐蚀与防护❖教学目标1.认识金属腐蚀的危害，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.掌握金属腐蚀的防护方法。

❖知识梳理一、金属的腐蚀1．概念金属或合金与周围接触到的气体或液体物质发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。

2．本质金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。

3．分类(1)化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质溶液(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。

(2)电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化。

4．钢铁的电化学腐蚀(1)钢铁的电化学腐蚀的分类(2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较：析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图条件水膜酸性较强水膜呈中性_或酸性很弱__电极反应负极Fe－2e－===Fe2＋2Fe－4e－===2Fe2＋正极C 2H＋＋2e－===H2↑O2＋4e－＋2H2O===4OH－总反应2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)25.影响金属腐蚀的因素。

影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面，就金属本性而言，金属越活泼，越容易被腐蚀。

介质对金属的腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，就容易被腐蚀。

6.化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点和不同点相同点都是造成金属被氧化腐蚀。

不同点是化学腐蚀是金属和氧化剂直接发生氧化还原反应，无电流产生；电化学腐蚀是发生原电池反应，有电流产生。

7.从字面上区别析氢腐蚀和吸氧腐蚀析氢腐蚀中的“析”是“析出”的意思，即发生该腐蚀时，有H2析出；吸氧腐蚀中的“吸”是“吸进”的意思，即发生该腐蚀时，空气中的氧气参加反应而被消耗。

8．铁在自然界中发生的腐蚀主要：主要是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀。

电化学腐蚀中吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍，吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，在金属活动性顺序中位于氢前面和氢之后的金属都能发生吸氧腐蚀，但只有在金属活动性顺序表中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。

高中化学人教版（2019）选择性必修1 第四章第三节金属的腐蚀与防护一、单选题1.铜制品上的铝质铆钉，在潮湿的空气中易腐蚀的主要原因可描述为( )A. 形成原电池，铝作负极B. 形成原电池，铜作负极C. 形成原电池时，电流由铝流向铜D. 铝质铆钉发生了化学腐蚀2.下列情形中，相同材质的铁最不易被腐蚀的是（）A. B. C. D.3.下列金属防腐的措施中，使用牺牲阳极的阴极保护法的是( )A. 地下钢管连接镁块B. 金属护栏表面涂漆C. 汽车底盘喷涂高分子膜D. 水中的钢闸门连接电源的负极4.碳钢广泛应用在石油化工设备管道等领域，随着深层石油天然气的开采，石油和天然气中含有的CO2及水引起的腐蚀问题(俗称二氧化碳腐蚀)引起了广泛关注。

深井中二氧化碳腐蚀的主要过程如下所示：负极：Fe(s)+ 2HCO3- (aq) -2e- = FeCO3 (s)+H2CO3(aq)(主要)正极：2H2CO3(aq) +2e- = H2↑+2HCO3- ( aq)(主要)下列说法错误的是（）A. 钢铁在CO2水溶液中的腐蚀总反应可表示为CO2+H2O +Fe= FeCO3 +H2B. 深井中二氧化碳对碳钢的腐蚀主要为化学腐蚀C. 碳钢管道在深井中的腐蚀与油气层中盐份含量有关，盐份含量高腐蚀速率会加快D. 腐蚀过程表明含有CO2的溶液其腐蚀性比相同pH 值的HCl溶液腐蚀性更强5.某小组为研究金属的腐蚀与防护，设计如图所示装置。

下列叙述正确的是（）A. 若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于M处B. 若X为碳棒，开关K置于N处，会加快铁的腐蚀C. 若X为锌，开关K置于M处，是牺牲阳极的阴极保护法D. 若X为锌，开关K置于N处，铁电极发生的反应为：Fe-2e-=Fe3+6.下列说法正确的是（）A. Na2O2在空气中久置，因分解成Na2O 和O2 而变成白色固体B. 明矾溶于水能形成胶体，可用于自来水的杀菌消毒C. 电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法D. 氮气化学性质稳定，可将炽热的镁粉放在氮气中冷却7.下列有关电化学在生产、生活中的应用分析正确的是（）A. 图1：铁钉发生析氢腐蚀B. 图2：可以在铁件上镀铜C. 图3：溶液中c(Cu2＋)保持不变D. 图4：将输油管与电源负极相连可以防止腐蚀8.下列有关原电池和金属腐蚀的说法中，不正确的（）A. 铜、锌两电极插入稀H2SO4中组成原电池，铜是正极B. 原电池中e－从负极流出，负极发生氧化反应C. 钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应均为Fe－3e－＝Fe3＋D. 电化学腐蚀比化学腐蚀更快更普遍9.研究性学习小组用如图装置研究钢铁在海水中的腐蚀与防腐，下列说法正确的是（）A. 1中只发生化学腐蚀B. 2中发生的是析氢腐蚀C. 3为外加电流的阴极保护法D. 钢铁被腐蚀的速率: 1>2>310.在下列装置中（都盛有0.1mol·L-1H2SO4溶液）Zn片腐蚀最快的是（）A. B. C. D.二、综合题11.如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：（1）铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________腐蚀。

第17讲电解池金属的腐蚀与防护1.理解电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。

2.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。

【核心素养分析】变化观念与平衡思想：认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能多角度、动态地分析电解池中发生的反应，并运用电解原理解决实际问题。

证据推理与模型认知：利用电解池装置，分析电解原理，建立解答电解池问题的思维模型，并利用模型揭示其本质及规律。

科学态度与社会责任：肯定电解原理对社会发展的重大贫献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与电解有关的社会热点问题做出正确的价值判断。

知识点一电解的原理1.电解和电解池(1)电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。

(2)电解池：电能转化为化学能的装置。

(3)电解池的构成①有与电源相连的两个电极。

②电解质溶液(或熔融电解质)。

③形成闭合回路。

2.电解池的工作原理(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl 2溶液为例)总反应式：CuCl 2=====电解Cu ＋Cl 2↑(2)电子和离子的移动方向①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流出后流向电源的正极。

②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。

3.阴阳两极上放电顺序(1)阴极：(与电极材料无关)。

氧化性强的先放电，放电顺序：(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。

若是惰性电极作阳极，放电顺序为注意①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。

②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl －>OH －；阴极：Ag ＋>Cu 2＋>H ＋。

③电解水溶液时，K ＋～Al 3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K 、Ca 、Na 、Mg 、Al 等金属。

4.用惰性电极电解电解质溶液的规律4.用惰性电极电解电解质溶液的规律生酸性的含氧酸盐电，阴极电解质的阳离子放电阴极：Ag ＋＋e －===AgO 2知识点二电解原理的应用1.氯碱工业阳极反应式：2Cl －－2e －===Cl 2↑(氧化反应)阴极反应式：2H ＋＋2e －===H 2↑(还原反应)总反应方程式：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑2.电镀与电解精炼3.电冶金电解冶炼冶炼钠冶炼铝电极反应阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑阴极：2Na ＋＋2e －===2Na 阳极：6O 2－－12e －===3O 2↑阴极：4Al 3＋＋12e －===4Al 总反应2NaCl(熔融)=====电解2Na ＋Cl 2↑2Al 2O 3(熔融)=====电解4Al ＋3O 2↑知识点三金属的腐蚀与防护1.金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。

电极 要求
被保护的金属作为_阴____极， 与电源的_负___极相连
应用 钢铁闸门，地下管道连接电源负极
三．金属的防护 2．金属的其他防护方法 （1）加涂保护层 如采用喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法，使金属 与空气、水等物质隔离，防止金属被氧化腐蚀。 （2）改变金属的内部结构 如把铬、镍等金属加入普通钢中制成耐腐蚀的不锈钢。
负极反应
Fe - 2e- === Fe2+
正极反应 O2 + 2H2O + 4e- === 4OH总反应式 2Fe + O2 + 2H2O === 2Fe(OH)2
通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍
二．钢铁的电化学腐蚀 4．铁锈的形成
Fe2+ + 2OH- === Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 === 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 === Fe2O3·xH2O + (3﹣x)H2O
第四章 化学反应与电能
第三节 金属的腐蚀与防护
【考纲要求】
一．了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害。 二．了解防止金属腐蚀的措施。
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课堂导入
沧州铁狮子
干千年，湿万年，不干不湿就半年
其实在公元19世纪之前，矗立了将近1000 年沧州铁狮子像也保持一个相当完好的外 观状态，成为了不可撼动的象征。 1956年，在洪涝中受到严重损坏的沧州铁 狮子引起了苏联专家的注意和重视。后者 向当地文物保护所给出了自己的建议，那 就是在铁狮子的上边修建一个“八角亭”， 以便将狮子严密地封存。 然而，不管是他还是当地文物保护所工作 人员都没有想到的是，这个“保护”的措 施却恰恰成为了铁狮子的“夺命锁”。 铁狮子所在之处是洼地，平时就很容易积 攒起雨水，而在铁狮子外部修筑一个八角 亭将其包围之后，这些水分更是难以蒸发 扩散出去。这样一来，水汽逐渐在亭子内 部形成高温高湿的环境，进一步加重了铁 狮子的腐朽。

4.4 金属的电化学腐蚀与防护1．（福建省永泰县第一中学2019-2020学年高二上学期期中考试）下列化学用语或说法正确的是（）A ．用铁作阳极电解熔融Al 2O 3生产金属铝B ．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：--22O +2H O+4e =4OHC ．粗铜（含Zn 、Fe 、Ag 、Au 杂质）精炼阳极泥的成分只有AuD ．石墨作电极电解饱和食盐水：+222H +Cl Cl + H 通电【答案】B【解析】A 、用铁作阳极电解熔融Al 2O 3，阳极反应式为：Fe －2e －=Fe2＋，电极被损耗，不符合生产实际，故A 错误；B 、钢铁吸氧腐蚀的正极发生还原反应，其电极反应式为：O 2＋2H 2O ＋4e －=4OH －，故B 正确；C 、粗铜（含Zn 、Fe 、Ag 、Au 杂质）精炼阳极泥的成分主要为失电子能力比铜弱的金属（Au 、Ag 等），故C 错误；D 、石墨作电极电解饱和食盐水，阳极上是Cl -失去电子生成Cl 2，阴极为水电离出的H +得到电子，其电解总反应为：2Cl －＋2H 2O H 2↑＋Cl 2↑＋2OH －，故D 错误。

2．（江苏省邗江中学2019-2020学年高二上学期期中考试）下列叙述正确的是（）①锌跟稀硫酸反应制H 2，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率②镀层破损后，白口铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀③电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中熔融后电解⑤钢铁表面常易腐蚀生成Fe 2O 3·nH 2OA．全部B．①③④⑤C．①②⑤D．②④【答案】B【解析】Zn+Cu=Cu+Zn，形成原电池，加快反①锌与硫酸铜溶液发生置换反应，其离子反应方程式为：2+2+应速率，①正确；②金属活动性：Zn>Fe>Sn，镀层破损后，白口铁(镀锌的铁)中Zn为原电池的负极，仍能保护Fe，而马口铁(镀锡的铁)中Fe为原电池的负极，加快Fe的腐蚀，马口铁(镀锡的铁)比白口铁(镀锌的铁)更易腐蚀，②错误；③电镀时，镀件金属为电解池的阴极，镀层金属为电解池的阳极，在阴极上析出镀层金属，③正确；Na AlF）熔融后电④冶炼金属铝，电解熔融的氧化铝，为了降低其熔点，氧化铝加入液态冰晶石（36解；④正确；⑤钢铁表面常因发生原电池而被腐蚀，由于Fe比杂质C活泼，所以Fe作原电池的负极被氧化，最终Fe O nH O），⑤正确。

高考化学十年真题专题汇编解析-电化学题型一：原电池的工作原理金属的电化学腐蚀与防护1.(2019·全国Ι·12)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如图所示。

下列说法错误的是A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H++2MV+C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】B【解析】本题考查原电池工作原理，涉及酶的特性、电极反应式的书写和电解质中离子迁移方向等知识，考查的核心素养是证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析。

由题图和题意知，电池总反应是3H2+N 22NH3。

该合成氨反应在常温下进行，并形成原电池产生电能，反应不需要高温、高压和催化剂，A项正确；观察题图知，左边电极发生氧化反应MV+-e -MV2+,为负极，不是阴极，B项错误；正极区N2在固氮酶作用下发生还原反应生成NH3，C项正确；电池工作时，H+通过交换膜，由左侧(负极区)向右侧(正极区)迁移，D项正确。

【解后反思】分析装置图时，抓住粒子流向与物质转化，整体认识合成氨原理。

联系原电池原理综合作出判断。

电解池的电极分阴极、阳极，阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应；原电池的电极分正极、负极，正极发生还原反应，负极发生氧化反应。

2.(2019·江苏·10)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。

下列有关该实验的说法正确的是A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-Fe3+B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀D.以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀【答案】C【解析】本题考查金属的电化学腐蚀，考查的核心素养是证据推理与模型认知。

A项，铁和炭的混合物用NaCl溶液湿润后构成原电池，铁作负极，铁失去电子生成Fe2+，电极反应式为Fe－2e-Fe2+，错误；B项，铁腐蚀过程中化学能除了转化为电能外，还可转化为热能等，错误；C项，构成原电池后，铁腐蚀的速率变快，正确；D项，用水代替NaCl溶液，Fe和炭也可以构成原电池，Fe失去电子，空气中的O2得到电子，铁发生吸氧腐蚀，错误。

金属的电化学腐蚀与防护1．用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是()选项X极实验前U形管中液体通电后现象及结论A 正极Na2SO4溶液U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色B 正极AgNO3溶液b管中电极反应式是4OH－－4e－===O2↑＋2H2OC 负极CuCl2溶液b管中有气体逸出D 负极NaOH溶液溶液pH降低答案 C解析电解Na2SO4溶液时，阳极上是OH－发生失电子的氧化反应，即a管中OH－放电，酸性增强，酚酞遇酸不变色，即a管中呈无色，A错误；电解AgNO3溶液时，阴极上是Ag＋得电子发生还原反应，即b管中电极反应是析出金属Ag的反应，B错误；电解CuCl2溶液时，阳极上是Cl－失电子发生氧化反应，即b管中Cl－放电，产生Cl2，C正确；电解NaOH 溶液时，阴极上是H＋放电，阳极上是OH－放电，实际上电解的是水，导致NaOH溶液的浓度增大，碱性增强，pH升高，D错误。

2．(2019·贵州遵义航天高中月考)关于图中装置说法正确的是()A．装置中电子移动的方向：负极→Fe→M溶液→石墨→正极B．若M为滴加酚酞的NaCl溶液，通电一段时间后，铁电极附近溶液显红色C．若M为CuSO4溶液，可以实现在石墨上镀铜D．若将电源反接，M为NaCl溶液，可以用于制备Fe(OH)2并使其较长时间保持白色答案 B解析电子不能进入溶液中，A错误；由图可知铁电极为阴极，水电离出的氢离子在阴极得电子生成氢气，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极附近OH－浓度增大，碱性增强，使酚酞溶液变红，B正确；若M为CuSO4溶液，Cu在铁电极表面析出，C错误；若将电源反接，铁作阳极，则铁失电子生成Fe2＋，石墨作阴极，水电离出的氢离子在阴极得到电子生成氢气，溶液中的OH－浓度增大，Fe2＋和OH－反应生成氢氧化亚铁沉淀，但是溶液中的氧气能够将氢氧化亚铁氧化为红褐色的氢氧化铁沉淀，则氢氧化亚铁不能较长时间保持白色，D错误。

- 评价学生的实验设计能力，是否能够合理运用实验方法探究金属腐蚀的速率及影响因素。
- 提供具体的改进建议，如纠正错误的概念、引导学生深入思考问题的本质、鼓励学生进行实验操作和观察等。
八、板书设计
1. 金属腐蚀的定义和类型
- 金属腐蚀：金属与环境介质接触时，发生化学或电化学反应而逐渐破坏的过程。
- 化学腐蚀：金属直接与环境介质发生化学反应而腐蚀。
- 电化学腐蚀：金属在电解质溶液中形成原电池，发生氧化还原反应而腐蚀。
2. 金属腐蚀的影响因素
- 金属材料：成分、组织结构、加工状态等。
- 环境介质：湿度、温度、氧气、氯离子等。
- 腐蚀产物：可能加速腐蚀的进一步发展。
3. 金属的防护方法
- 涂层保护：油漆、塑料、陶瓷等。
- 阴极保护：外加电流或牺牲阳极。
4.3金属的腐蚀与防护-教学设计 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
课题：
科目：
班级：
课时：计划1课时
教师：
单位：
一、教学内容
本节课的教学内容来自于2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1的第四章第三节“金属的腐蚀与防护”。本节内容主要包括以下几个部分：
1. 金属腐蚀的概念：介绍金属腐蚀的定义、类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）以及腐蚀过程中发生的化学反应。
2. 金属腐蚀的影响因素：探讨金属材料、环境介质（如湿度、温度、氧气等）以及腐蚀产物对腐蚀过程的影响。
3. 金属的防护方法：介绍金属的防腐蚀策略，如涂层保护、阴极保护、合金强化等，并分析各种防护方法的优缺点。
实Hale Waihona Puke 过程：将试样分别置于不同环境条件下，定时测量并记录腐蚀速率。

化学 选修4
新知学案导学
随堂学情检测
1．金属的防护措施与方法
化学 选修4
新知学案导学
随堂学情检测
2．判断金属腐蚀快慢的方法 (1)不同情况下，金属腐蚀的快慢情况为：电解原理引起的 腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有保护措施的腐蚀， 即电解池的阳极>原电池的负极>一般化学腐蚀>原电池的正极> 电解池的阴极。 (2)活动性不同的两种金属形成原电池而造成的腐蚀：两金 属的活动性差异越大，较活泼的金属腐蚀得越快。
化学 选修4
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(1)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。
(2)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。
化学 选修4
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知识点二 金属的电化学防护
1．改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。
2．加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷
③电极反应式 负极：__Z_n_－__2_e_－__=_=_=_Z_n_2_＋___； 正极：_2_H__＋_＋__2_e_－__=_=_=_H__2↑____。 (2)外加电流的阴极保护法 ①理论依据：利用___电__解_____原理。 A．___阴_____极：被保护的金属设备；
B．____阳____极：惰性金属或石墨。
第四章 电化学基础 第四节 金属的电化学腐蚀与防护
新知学案导学
随堂学情检测
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，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。
2．熟知金属腐蚀的防护方法。
化学 选修4

2013-2022年高考化学真题——金属的腐蚀与防护1．【2022年广东卷】为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3% NaCl 溶液中。

一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是A ．加入3AgNO 溶液产生沉淀B ．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现C ．加入KSCN 溶液无红色出现D ．加入()36K Fe CN ⎡⎤⎣⎦溶液无蓝色沉淀生成【答案】D【解析】镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl 溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成，据此分析解答。

A ．氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A 不符合题意；B ．淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质与碘化钾发生反应，故B 不符合题意；C ．KSCN 溶液可检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN 溶液后，均无红色出现，故C 不符合题意；D ．K 3[Fe(CN)6]是用于检测Fe 2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K 3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D 符合题意。

综上所述，答案为D 。

2．（2021·全国乙卷真题）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。

下列叙述错误的是A ．阳极发生将海水中的Cl -氧化生成2Cl 的反应B ．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC ．阴极生成的2H 应及时通风稀释安全地排入大气D ．阳极表面形成的2Mg(OH)等积垢需要定期清理【答案】D【解析】海水中除了水，还含有大量的Na +、Cl -、Mg 2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电极电解海水，阳极区溶液中的Cl -会优先失电子生成Cl 2，阴极区H 2O 优先得电子生成H 2和OH -，结合海水成分及电解产物分析解答。

《金属的腐蚀与防护》说课稿一、教学分析1、内容选择：本次实验课选自人教版高中化学《选择性必修一》第四章第三节《金属的腐蚀与防护》，是继电化学原理知识系统学习后，原电池和电解池知识的发展与应用。

另一方面，学生发现教室清洁使用的钢丝球，半天旧生锈明显，而家用的钢丝球很少生锈，对该现象的原因很好奇。

查阅《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》对该部分的“内容要求”、“学习活动建议”和“学业要求”做出了相关要求。

同时新高考试题越来越体现情境化、探究性、实践性的特点，于是本课以钢丝球为载体，展开金属的腐蚀与防护的探究性学习。

2、学情分析：该阶段学生已经学习了氧化还原知识及电化学原理知识，具备独立分析出析氢腐蚀原理的能力，但对吸氧腐蚀较陌生，需完善学习。

3、教学目标设计的初衷是提高宏微结合、证据推理、探究与创新、态度与责任四大核心素养，落到知识角度，得到具体教学目标：1.掌握金属发生吸氧腐蚀的原理，构建金属电化学腐蚀的分析模型；2.探究金属在酸性、中性、碱性条件下的腐蚀类型，感受金属腐蚀的普遍性及危害，学习科学探究的方法。

3.掌握金属腐蚀的防护方法，体会化学知识对社会生活的重要作用。

4.重难点：金属吸氧腐蚀的原理及过程；金属在弱酸性条件下的电化学腐蚀类型；金属防腐措施的自主设计。

二、内容创新教材中安排四个实验来突破两个难点，即：吸氧腐蚀的判断和牺牲阳极法；本课对教材进行整合改进后，设计三个实验突破三个重点，即：1.创新演示实验，探究钢丝球在NaCl溶液中的腐蚀情况，理解吸氧腐蚀的全过程；2.创新合作探究实验，探究不同pH下钢铁的腐蚀类型;3.创新课外自主实验，探究金属防腐措施的效果，从三个角度设计金属防腐措施。

三、教学过程情境素材一：学生发现教室清洁使用的一款钢丝球，才半天就生锈了，而家里使用的钢丝球却很少生锈。

由此引导学生从钢丝球本身以及接触的环境两个方面来寻找易生锈和不易生锈的的原因。

易锈钢丝球的产品参数材料显示为“钢丝”，主要含Fe和C，不锈钢丝球的材料为“不锈钢”，主要含Fe、C、Cr、Ni等。

【解析】随 pH 变化，碳钢腐蚀速率先减慢后加快，A 实验①中左侧铜没有被腐蚀，右侧铜被腐蚀，B项错误；
(2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样( )
项错误；pH
为
14
时，溶
液显碱性，电极反应式中不能生成 H＋，C 项错误；pH＝7 时负极反应式为 Fe－2e－
===Fe2＋，D 项错误。
• 2．利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放 置一段时间。下列说法不正确的是( )
慢
较快
主要产物
Fe2＋
Fe3O4
Fe2O3
FeO－2
下列说法正确的是( )
A．随 pH 的升高，碳钢腐蚀速率逐渐加快
B．pH<4，发生析氢腐蚀 Fe－2e－===Fe2＋
(7)在潮湿空气中，钢铁表面形成水膜，金属发生的一定是吸氧腐蚀( )
b．____极：被保护的金属设备。
C．pH 为 14，其负极反应为 2H O＋Fe－3e ===FeO ＋4H C．实验②中，左侧电极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
• A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀 • B．一段时间后，a管液面高于b管液面 • C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小 • D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋ • 【答案】C • 【解析】a管发生吸氧腐蚀，a处溶液的pH增大，b管发生析氢腐蚀，b
处溶液的H＋减小，pH增大，故C项错误。
①牺牲阳极的阴极保护法——________原理。 考点3 金属的腐蚀与防护
2
－
－
＋ห้องสมุดไป่ตู้
2
D．pH 为 7 时，负极反应为 D．该装置可用于研究牺牲阳极的阴极保护法

人教版（2019）选择性必修1 第四章化学反应与能量第三节金属的腐蚀与防护教学设计教学目标1.通过实验科学探究金属腐蚀的本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。

2．认识金属腐蚀产生的危害和影响，树立防止金属腐蚀的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方法。

教学重难点重点：析氢腐蚀和吸氧腐蚀难点：析氢腐蚀和吸氧腐蚀教学过程一、导入新课在日常生活中，我们经常可以看到一些美丽的金属器皿使用一段时间后会失去表面的光泽。

如：铁器会生锈、铜器会长出铜绿。

实际上金属的生锈，其主要原因与原电池的形成有关，下面我们就来分析一下金属腐蚀的原因。

二、新课讲授【师】什么是金属腐蚀？金属的腐蚀有哪几种？阅读教材后回答。

【学生】金属腐蚀是指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。

一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

【提问】生活中你所了解的金属腐蚀有哪些？【学生】讨论回答【师】金属腐蚀(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)由于与金属接触的气体或液体物质不同，发生腐蚀的情况也不同，发生腐蚀的情况也不同，一般金属腐蚀可分为两类：①化学腐蚀：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。

温度对化学腐蚀的影响很大。

②电化学腐蚀：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。

【提问】请同学们讲述一下钢铁在潮湿的环境中生锈的过程。

【学生】讨论回答【师】在潮湿的空气中，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜是含有少量H+和OH—还溶解了O2等气体，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它与钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。

【PPT展示】钢铁的电化学腐蚀示意图【师】【提问】请同学们根据以上学习比较化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系，并填写下表。

【PPT展示】【过渡】金属腐蚀的现象在日常普遍存在，其中电化学腐蚀是造成金属腐蚀的主要原因，为了尽量减少金属腐蚀带来的损失，我们必须研究金属的防护。

4.3 金属的腐蚀与防护同步测试2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1一、单选题1．结合下图判断，下列叙述正确的是A．I和II中正极材料均未被腐蚀B．I和II中负极反应均是Fe－2e−= Fe2+C．I和II中正极反应均是O2＋2H2O＋4e−＝4OH−D．I和II电解质溶液中的阳离子均向负极作定向移动2．关于下列各装置图的叙述正确的是CuSO溶液A．用图①装置实现铁上镀铜，b极为铁，电解质溶液可以是4B．图②装置盐桥中KCl的+K移向左烧杯C．图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护，该方法为牺牲阳极的阴极保护法D．图④两个装置中通过导线的电子数相同时，正极析出产品的物质的量不同3．利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。

下列说法不正确的是A ．a 管发生吸氧腐蚀，b 管发生析氢腐蚀B ．一段时间后，a 管液面高于b 管液面C ．a 处溶液的pH 增大，b 处溶液的pH 减小D ．a 、b 两处具有相同的电极反应式：Fe-2e -=Fe 2+4．将Zn 块连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。

在如图所示的情境中，下列有关说法不正确的是A ．该装置设计利用了原电池原理B ．Zn 比Fe 的活泼性强C ．Zn 极的电极反应式为2Zn 2e Zn -+-=D ．工作时电子经外电路由钢铁设施流向金属Zn5．下列叙述中错误的是A ．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈B ．在铁制品上镀铜时，铁制品为阳极，铜盐为电镀液C ．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀D ．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱6．下列实验不能达到目的的是（ ）A．进行酸碱反应中和热测定B．往铜牌表面镀银C．用滴定法测量KI溶液的物质的量浓度D．采集压强数据判断电化学腐蚀类型A．A B．B C．C D．D7．将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。

在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是（）A．钢铁设施的电极反应式为2Fe2e Fe-+-=B．金属M的活动性比Fe的活动性弱C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快8．将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。

第四章《化学反应与电能》教学设计第三节金属的腐蚀与防护【课前检测】【检测1】下列“铁钉镀铜”实验装置设计正确的是A．B．C．D．【答案】B【详解】要在铁钉上镀铜，则应Cu与电源正极相连，为阳极，失去电子，阴极为铁，接电源负极，电解质溶液应为含铜离子的盐溶液，故选B。

【检测2】用铂电极电解下列物质的溶液，当耗电量相同时，阴极和阳极上同时都有气体产生，且溶液的pH下降的是A．H2SO4B．CuSO4C．HCl D．KCl【答案】A【详解】A．用铂电极电解硫酸，相当于电解水，阴极和阳极上同时都有气体产生，硫酸浓度增大，溶液pH降低，故A正确；B．用铂电极电解硫酸铜溶液，生成铜、氧气和硫酸，反应生成酸，溶液pH降低，但阴极无气体产生，故B错误；C．用铂电极电解HCl溶液，生成氢气、氯气，阴极和阳极上同时都有气体产生，但消耗HCl，则溶液pH升高，故C错误；D．用铂电极电解氯化钾溶液，生成氢氧化钾和氢气、氯气，反应生成碱，溶液pH 值升高，故D错误；【情境引入】金属腐蚀的现象普遍存在，常常是自发进行的。

比如我们会看到有些桥梁金属连接处会有铁锈，还有工厂设备的灵敏度降低也是金属环节生锈的原因，那么我们需要了解金属腐蚀的原因，并采取有效措施防止金属腐蚀具有重要意义。

一、金属的腐蚀影响因素：金属本身性质，受温度影响很大；【讨论】生活中常见的化学腐蚀；【学生】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；金属直接氧化性性腐蚀品。

电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。

二、电化学腐蚀—钢铁腐蚀【引入】钢铁制品在潮湿空气中的锈蚀就是电化学腐蚀的典型例子。

在潮湿的空气中，钢铁制品表面会形成一薄层水膜，空气中的CO2、SO2、H2S等物质溶解在其中形成电解质溶液，并与钢铁制品中的铁和少量单质碳构成原电池。

由于条件不同，钢铁腐蚀可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。