高中化学选修四第四章金属的电化学腐蚀与防护知识点

第四节金属的电化学腐蚀和防护

李度一中陈海思

一、金属的电化学腐蚀

1、金属腐蚀：是金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的

现象。

（分为化学腐蚀和电化学腐蚀）

2、电化学腐蚀分类：

（1）析氢腐蚀——腐蚀过程汇总不断有氢气放出

○1条件：潮湿空气中形成的水膜，酸性较强（水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等）

电极反应：负极：Fe—2e-=Fe2+ 正极：2H++2e-=H2

总反应:Fe+2H+=Fe2++H2

（2）吸氧腐蚀——反应过程中吸收氧气

条件：中性或弱酸性溶液

电极反应：负极：2Fe—4e-=2Fe2+ 正极：O2+4e-+2H2O=4OH--

总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2

离子方程式：Fe2++2OH-=Fe（OH）2

生成的Fe（OH）2被空气中的O2氧化，生成Fe（OH）3，Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3 ，Fe（OH）3脱去一部分水就生成Fe2O3·xH2O 3、金属腐蚀快慢的规律：

在同一电解液中：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

措施的腐蚀

【习题一】

（2015秋•西和县校级期末）下列关于金属腐蚀的叙述正确的是（）A．本质是：M+nH2O=M（OH）n+H2

B．电化学腐蚀必须在酸性条件下进行

C．化学腐蚀比电化学腐蚀更普遍

D．本质是：M-ne-=Mn+

【考点】金属腐蚀的化学原理．

【分析】A、金属在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀而变质；

B、金属的电化学腐蚀在酸性、中性或是碱性环境下均有可能进行；

C、电化学腐蚀更普遍；

D、金属腐蚀发生腐蚀时金属单质失电子转化为金属阳离子．

【解答】解：A、金属在潮湿的气中发生吸氧腐蚀变质，如钢铁的腐蚀：

2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2，故A错误；

B、金属的电化学腐蚀在酸性、中性或是碱性环境下均有可能进行，如金属铁的吸氧腐蚀，一般为中性、碱性或弱酸性条件，故B错误；

C、金属中一般含有杂质，在自然环境中易形成原电池，发生电化学腐蚀，则电化学腐蚀更普遍，故C错误；

D、金属腐蚀发生腐蚀时金属单质失电子转化为金属阳离子，即M-ne-=Mn+，故D 正确。

故选：D。

【习题二】

（2013秋•小店区校级期中）钢铁的锈蚀过程中，下列五种变化可能发生的是（）

①Fe由+价转化为+3价②O2被还原③H+被还原④有Fe2O3•xH2O生

成⑤杂质碳被氧化除去．

A．①② B．③④ C．①②③④ D．①②③④⑤

【考点】金属腐蚀的化学原理．

【专题】金属概论与碱元素．

【分析】钢铁生锈的过程是金属铁发生了吸氧腐蚀的原电池原理，铁为负极，正极上是氧气得电子发生还原反应．

【解答】解：中性电解质环境下，钢铁生锈的过程中的化学变化为负极：

Fe-e-=Fe2+，正极：2H2O+O2+4e-=4OH-，总反应为：2Fe+2H2O+O2+4e-=2F（OH）2Fe（OH）2迅速被氧化：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，Fe（OH）3失水变成Fe2O3•3H2O，酸性电解质环境下，钢铁生锈的过程中的化学变化为：负极：Fe-2e-=Fe2+，正极：2H++2e-=H2↑，总反应为Fe+2H+=Fe2+H2↑。

故：C。

二、金属的电化学防护

1、改变金属的内部组织机构，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢。

2、在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；

使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。

3、电化学保护法：

（1）牺牲阳极的阴极保护法

原理：原电池反应中，负极被腐蚀，正极不变化。

应用：在被保护的钢铁设备上装若干块，腐蚀锌块保护钢铁设备。

负极：锌块被腐蚀；正极：钢铁设备被保护。

（2）外加电流的阴极保护法

原理：通电，使钢铁设备上积累大量电子，使金属原电池反应产生的电流不能输送，从而防止金属被腐蚀。

应用：把被保护的钢铁设备作为阴极，惰性电极作为辅助阳极，均存在于电解质溶液中，接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累，抑制了钢铁失去电子的反应。

【习题三】

（2015秋•福清市校级期中）下列对金属及其制品的防护措施中，错误的是（）A．铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置于潮湿处

B．通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜

C．对于易生锈的铁制品要定期刷防护漆

D．把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢

【考点】金属防护的常用方法．

【专题】金属概论与碱元素．

【分析】A、油污能防腐，金属在潮湿的空气中发生电化学腐蚀；

B、铝的氧化物薄膜比铝耐腐蚀；

C、铁制品的表面定期刷漆能阻止铁被腐蚀．

D、不锈钢是合金，能保护铁不被腐蚀．

【解答】解：A、油污能防腐，金属在潮湿的空气中发生电化学腐蚀，所以金属应涂上油并置于干燥处以保护铁锅不被腐蚀，故A错误。

B、铝的氧化物薄膜结构是致密的，能保护铝进一步的被腐蚀，故B正确。

C、铁制品的表面定期刷漆阻止了铁与水和氧气的接触，防止了电化学腐蚀，所以能保护铁，故C正确。

D、不锈钢是合金，合金改变了金属的结构，所以能保护铁不被腐蚀，故D正确。故选：A。

【习题四】

（2013秋•合浦县期中）金属的防腐常用方法有：A．覆盖机油B．覆盖油漆C．覆盖塑料D．电镀金属E．电化学保护法F．制成不锈钢．请为以下钢铁制品选择一种适当的防止生锈的方法（填写序号）：

（1）邮筒

（2）手术刀

（3）海水中的钢闸门

（4）电线

（5）铁钳的转动部位

（6）自行车的钢圈

【考点】金属防护的常用方法．

【专题】金属概论与碱元素．

【分析】钢铁中含有碳、铁，铁、碳和电解质溶液能构成原电池，铁易失电子作负极，碳作正极，作负极的铁发生电化学发生而加速被腐蚀，为防止铁被腐蚀，可以在金属表面覆盖一层不活泼金属、涂油脂等隔绝空气的方法．也可利用电化