【2019最新】高中化学第3章探索生活材料第2节金属的腐蚀和防护

【2019最新】高中化学第3章探索生活材料第2节金属的腐蚀和防护1．掌握金属腐蚀的类型，了解温度对反应速率的影响。

(重点)2．通过实验探究理解铁钉锈蚀的条件，以及在什么条件下锈蚀的速率较快。

(重点) 3．常用金属防护方法的原理及在实际生活中的应用。

(难点)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 ――――→－n e －氧化反应M n ＋3．分类(1)金属腐蚀⎩⎨⎧化学腐蚀电化学腐蚀⎩⎪⎨⎪⎧吸氧腐蚀析氢腐蚀(2)化学腐蚀和电化学腐蚀的比较1．铁锅用完后要洗刷干净并保持干燥，如果炒完菜之后不刷锅，残留的菜汤会对铁锅产生什么影响？【提示】 铁锅是用生铁加工成的，菜汤中含有NaCl 等电解质溶液，这样Fe 、C 、NaCl 电解质溶液一起构成了原电池，Fe 作负极，C 作正极，负极：2Fe －4e －===2Fe 2＋，正极：O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －，总化学方程式为2Fe ＋O 2＋2H 2O===2Fe(OH)2，而生成的Fe(OH)2迅速被O 2氧化：4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe 2O 3·n H 2O ＋(3－n )H 2O ，这样铁锅就易生成铁锈，加速了铁锅的腐蚀。

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2．金属电化学防护的原理是什么？举例说明。

【提示】(1)应用的是原电池原理，被保护金属作正极，另一活动性较强的金属作负极。

(2)轮船船身上装锌块。

负极：Zn－2e－===Zn2＋；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，Zn不断被腐蚀，需定期更换。

第11．金属越活泼，一般越容易发生腐蚀。

铝比铁活泼，但铝制品却比铁制品耐腐蚀，为什么？【提示】铝在空气中容易形成一层致密的氧化物保护膜，对内部金属有保护作用。

2．镀锡铁板和镀锌铁板镀层破坏后谁更耐腐蚀？【提示】因为金属的活泼性Sn＜Fe，Zn＞Fe，故镀层破损发生原电池反应时，镀锡铁板中铁被腐蚀。

镀锌铁板中锌被腐蚀，铁被保护，因此镀锌铁板更耐腐蚀。

第2步阐述——要点归纳，深化知识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。

第3步例证——典例印证，思维深化如图，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”)。

(3)若将蒸馏水换成：①0.1 mol·L－1H2SO4溶液；②1 mol·L－1H2SO4溶液；③18.4 mol·L －1 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)①②硫酸为稀硫酸，但是①中硫酸的浓度小于②中硫酸的浓度，铁丝在②中的腐蚀速率比①中的快，③中18.4 mol·L－1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)②>①>③判断金属腐蚀类型和金属腐蚀的程度，注意以下几点：金属纯度。

金属越纯越不易形成原电池，越抗腐蚀。

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。

镀层的活泼性。

镀层被破坏时镀层金属比主体金属稳定，则主体金属腐蚀速度加快。

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。

第4步运用——精选习题，落实强化1．如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。

为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)________；在电化学腐蚀中，负极反应是________________；正极反应是________________。

(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是____________________。

【解析】 解答第(1)题应注意联系金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的区别，电化学腐蚀是不纯的金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，较活泼的金属失电子而被氧化，分析题中实验可知，实验3、4、5、6发生了电化学腐蚀，其中负极反应是Fe －2e －===Fe 2＋，正极反应是O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －。

解答第(2)题时，对比实验1和3可得出湿度增大，可使铁锈蚀速率加快；对比实验3、4可知增大O 2浓度可加快铁锈蚀的速率；对比实验4、5可知升高温度可加快铁锈蚀的速率；对比实验5、6可知电解质的存在会使铁锈蚀的速率加快。

【答案】 (1)3、4、5、6Fe －2e －===Fe 2＋(或2Fe －4e －===2Fe2＋) 2H 2O ＋O 2＋4e －===4OH －(2)湿度、温度、O 2的浓度、电解质的存在第11．在金属部件上涂油为什么能防止金属生锈？ 【提示】 阻止金属部件与空气中的氧气接触。

2．在工业上常用亚硫酸钠除去水中溶解的氧气，防止输水管被腐蚀，请简要说明原因。

【提示】 钢铁易发生吸氧腐蚀，Na 2SO 3具有较强的还原性，能与水中溶解的氧气反应：2Na 2SO 3＋O 2===2Na 2SO 4，防止输水管腐蚀。

第2步阐述——要点归纳，深化知识电化学保护法(1)牺牲阳极的阴极保护法用比被保护金属活泼的金属或合金作负极，连接在被保护金属上，形成腐蚀电池，被保护金属作正极而得到保护。

(注：在电化学中常将发生氧化反应的电极称为阳极，故原电池中负极也叫阳极，原电池的正极也叫阴极，但通常情况下原电池的两极称为正、负极，一般不称作阴、阳极)(2)外加电流的阴极保护法将被保护金属与外接直流电源连接，使被保护的金属作为阴极，在外加电流的作用下使阴极得到保护。

与牺牲阳极的阴极保护法统称为电化学保护法。

第3步例证——典例印证，思维深化下列各种方法中：①金属表面涂抹油漆 ②改变金属内部结构 ③保持金属表面清洁干燥 ④在金属表面进行电镀 ⑤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( ) A ．①②③④ B ．①③④⑤ C ．①②④⑤D ．全部【解析】 金属腐蚀的防护方法有加保护层，如①④⑤，改变内部结构，加入某种金属制成合金，如②。

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。

【答案】 D第4步运用——精选习题，落实强化2．现有：①汽车；②机器上的齿轮；③门把手；④锯条；⑤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)(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)①(2)②(3)③(4)⑤(5)④1．古老的铁桥，经常每隔一段时间，就要油漆一遍，但仍看到有锈迹。

下列说法中合理的是( )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、H2O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【解析】铁桥腐蚀主要是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。

【答案】 C2．如图所示各试管中的铁钉最易锈蚀的是( )【解析】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。

【答案】 C3．如图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )A．②①③④B．④③①②C．④②①③D．③②④①【解析】②、③、④实质均为原电池装置。

③中Fe为正极，被保护；②、④中Fe 为负极，均被腐蚀，但相对来说，Fe和Cu的金属活动性较Fe和Sn的差别大，故Cu－Fe 原电池中Fe被腐蚀得最快；①中因铁不纯而发生微小原电池反应。

选C。

【答案】 C4．下列材料保护的措施中不正确的是( )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【解析】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。

木材烧焦的部分主要是木炭，木炭的化学性质比较稳定，不易腐烂。

【答案】 C5．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__________________________________________________________。