【课堂新坐标】2015-2016学年高中化学 4.4金属的电化学腐蚀与防护课件 新人教版选修4

2．金属的电化学防护 (1)牺牲阳极的阴极保护法 应用 原电池 原理，让被保护金属作 正 极，一种活泼性较 强的金属作 负 极，用导线相连。
(2)外加电流的阴极保护法 利用 电解 原理，把被保护的钢铁设备作为 阴 极，用惰性电 极作为辅助 阳 极。在电解质溶液里，接外加 直流 电源。
3．为保护地下钢管不被腐蚀，可采取的电化学保护措施有哪 些？ 【提示】
原 不纯 电解质 不纯的金属与电解质溶液接触时，会发生原
失去电子 电化学 电池反应 电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧
腐蚀
化的腐蚀。电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍， 危害更大
2.钢铁的电化学腐蚀 (1)析氢腐蚀
(2)吸氧腐蚀
1．纯铁片放入稀硫酸中发生的是什么腐蚀？ 【提示】 纯 铁 片 放 入 稀 硫 酸 中 发 生 反 应 ： Fe ＋
H2SO4(稀)===FeSO4＋H2↑，发生的是化学腐蚀。
2．化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点和不同点是什么？
【提示】 相同点：都是造成金属被氧化而腐蚀。不同点： 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，活泼的金属被腐蚀。
二、金属腐蚀的防护方法 1．金属的防护措施与方法
A．金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而 损耗的过程 B．电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而 损耗的过程 C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转 化为铁锈 D．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有 电流产生
【解析】 金属腐蚀的本质，主要是金属原子失电子被氧化， 腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水
【答案】
(1)3、4、5、6
Fe－2e－===Fe2＋(或 2Fe－4e－===2Fe2＋) 2H2O＋O2＋4e－===4OH－ (2)温度、湿度、O2 的浓度、电解质的存在 (3)电镀、烤蓝等表面覆盖保护层、牺牲阳极的阴极保护法、 外加电流的阴极保护法等(答案合理即可)
2．腐蚀的分类 化学腐蚀 金属与接触到的干燥气 定义 体或非电解质液体等直 接发生化学反应而引起 的腐蚀 电化学腐蚀(主要) 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 泼的金属失去电子而被氧化引 起的腐蚀。 吸氧腐蚀(主要) 析氢腐蚀
条件 区别
金属与非金属(非电解 质)直接接触 无电流产生
第四节
金属的电化学腐蚀与防护
[学习目标]
1.了解金属腐蚀及其危害。
2.了解金属电化学
腐蚀的原因及反应原理。(重点) 3.了解金属防护的方法，特别是 电化学防护的方法。(重点)
一、金属的电化学腐蚀 1．金属的腐蚀
气体或液体 氧化 金 概 金属腐蚀是指金属与周围的气体或液体物质发生氧化 还原 属 念 还原反应而引起损耗的现象
的 特 金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面会发 腐 征 生变化
失去 氧 蚀 本 金属腐蚀的本质是金属失去电子变成阳离子，发生氧
质 化反应
金 属 的 腐 蚀 类 型
化学腐 蚀
干燥气体(如 O2、Cl2、SO2 金属与接触到的干燥气体
非电解质 等)或非电解质液体 (如石油)等直接发生化学
反应而引起的腐蚀
【答案】
D
3．用压强传感器探究生铁在 pH＝2 和 pH＝4 的醋酸溶液中 发生腐蚀的装置及得到的图像如下：
pH＝2时锥形瓶中气 体压强变化的曲线图
pH＝4时锥形瓶中气 体压强变化的曲线图
分析图像，以下结论错误的是(
)
A．溶液 pH≤2 时，生铁发生析氢腐蚀 B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀 C．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快 D．两溶液中负极反应均为：Fe－2e－===Fe2＋
2 mol 电子， 所以吸氧腐蚀的速率大于析氢腐蚀速率， C 选项错误。
【答案】
C
4．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： 序号 1 内容 实验现象
常温下将铁丝放在干燥空气 干燥的铁丝表面依然 中一个月 常温下将铁丝放在潮湿空气 中一小时 常温下将铁丝放在潮湿的空 气中一个月 光亮 铁丝表面依然光亮
(1)该电化学腐蚀称为________。 (2)图中 A、 B、 C、 D 四个区域， 生成铁锈最多的是________(填 字母)。 【解析】 (1)金属在中性和较弱的酸性条件下发生的是吸氧
腐蚀。(2)发生吸氧腐蚀，越靠近液面接触到的 O2 越多，腐蚀得越 严重。
【答案】
(1)吸氧腐蚀
(2)B
第 4 步运用——精选习题，落实强化 1．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是 ( )
将钢管与锌板相连，或将钢管与直流电源负极相
连。 4．什么是牺牲阳极的阴极保护法？外加电流的阴极保护法中 被保护的金属接电源的哪一极？ 【提示】 牺牲阳极的阴极保护法是将被保护的金属制品和
活泼金属相连，让活泼金属作原电池的负极，失去电子被氧化而 腐蚀，则金属制品为原电池的正极，得到保护。外加电流的阴极 保护法中被保护的金属和电源的负极连接。
和其他腐蚀性的物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀， 所以 A 错误；电化学腐蚀指不纯金属与电解质溶液接触时发生原 电池反应而损耗的过程，不需要外加电流，所以 B 错误；钢铁腐 蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，而不是负极吸收氧气， 所以 C 错误；只有选项 D 正确。
【答案】
D
2．如图为模拟铁生锈的实验。铁粉中均匀混有少量炭粉，撤 在内壁已分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的甲、乙两个具支试 管中，打开止水夹片刻后，下列有关该实验的说法合理的是( )
2
3
铁丝表面已变得灰暗
4
将潮湿的铁丝放在常温的氧 气流中一小时 将潮湿的铁丝放在高于常温 的氧气流中一小时 将浸过氯化钠溶液的铁丝放
铁丝表面略显灰暗
5
铁丝表面已变得灰暗
6
在高于常温的氧气流中一小 时
铁丝表面灰暗程度比 实验 5 严重
回答以下问题： (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__________ ____________________________________________________； (3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_____________ _____________________________________________________ _______________________________________ (答两种方法)。学腐蚀与电化学
腐蚀的区别，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－===Fe2＋，正极反 应是 O2＋2H2O＋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 2、4 可知增大 O2 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。 第(3)题，为防止铁的锈蚀，根据铁锈蚀的类型，可采用牺牲 阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，还可把铁制成不锈 钢(合金)、亦可采用喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化等方法使铁 与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀。
【答案】
D
3．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是( A．2H＋＋2e－===H2↑ B．Fe2＋＋2e－===Fe C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．Fe3＋＋e－===Fe2＋
)
【解析】 钢铁发生吸氧腐蚀，正极反应为 2H2O＋O2＋4e－ ===4OH－。
【答案】
C
4.如右图所示，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(填“化学”或“电化学”)。 (2) 若 试 管 内 液 面 上 升 ， 则 原 溶 液 呈 __________ 性 ， 发 生 _______腐蚀，电极反应式：负极：______；正极：__________。 (3) 若 试 管 内 液 面 下 降 ， 则 原 溶 液 呈 __________ 性 ， 发 生
A．甲装置导管口有气泡，乙装置导管内出现一段液柱 B．甲装置中发生的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀 C．乙装置中发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 D．乙装置导管口有气泡冒出
【解析】 甲图中的电解质溶液呈中性，所以发生的是吸氧
腐蚀，A、B 两项均错；乙图中的电解质溶液呈酸性，发生的是析 氢腐蚀，有气体产生，C 项错，D 项正确。
学生分组探究一 金属的电化学腐蚀 第 1 步探究——问题引入，自主探究 1．纯铁和生铁分别与等浓度的盐酸反应，哪种反应更快，为 什么？
【提示】 生铁；因为生铁中含有碳，可形成原电池。 2．自然界中，钢铁的腐蚀以哪种形式为主？ 【提示】 电化学腐蚀。
第 2 步阐述——要点归纳，深化知识 1．金属腐蚀的实质：金属原子失电子被氧化，其反应为 M－ ne－===Mn＋。
【答案】
(1)√
(2)√
(3)×
(4)√
(5)×
2．以下现象与电化学腐蚀无关的是(
)
A．镀锡铁器比镀锌铁器表面破损时更易被腐蚀 B．纯铁不容易生锈 C．镶有相邻的银牙和金牙容易引起头痛 D．输送氯气的钢管易被氯气腐蚀
【解析】
A 项中镀锡铁器表面破损时形成原电池，Fe 作负