2012高二化学课件:4.4金属的电化学腐蚀与防护(人教版选修4)

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1、1.请合作讨论钢铁的化学腐蚀和电化学腐蚀有哪些区别和联系,填写下表。2.铁生锈除了必须有空气及水的参与外,还受其他一些因素的影响.请解释下列有关铁生锈现象的原因。(1)相对于在内河行驶的轮船来说,海轮更容易被腐蚀。提示:海轮更容易被腐蚀,是因为海水中含有较多的氯化钠等盐类,导电能力比内河的水更强,而在电解质溶液中,电化学腐蚀更易进行。(2)1910年遗留在南极的食品罐头盒,其表面至今很少有铁锈出现。提示:由于南极的温度常年在0℃以下,说明在较高温度下,腐蚀更易进行。(3)用于连接铜板的铁螺丝容易生锈提示:由于铁与铜及空气中的水蒸气构成

2、了原电池,铁作电池的负极,因此更容易腐蚀而生锈。(4)当化工厂排出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。提示:因为铁制品在酸性条件下比在中性条件下更易被腐蚀。【典例1】(2010·北京高考)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是A.钢管与电源正极连接,钢管可被保护B.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀C.钢管与铜管露天堆放在一起,钢管不易被腐蚀D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应式是Fe-3e-====Fe3+【思路点拨】(1)被保护的金属接电源负极。(2)钢铁被腐蚀时Fe失去2e-。【自主解答】选B。A中钢管与电源正极连接,

3、成为电解池的阳极而溶解,加速了钢管的腐蚀,故A项不符合题意。铁遇冷浓硝酸表面钝化,形成了一层致密的氧化物保护膜,可保护内部不被腐蚀,故B正确。钢管与铜管露天堆放在一起,潮湿的空气作为电解质溶液,铜管为正极、钢管为负极发生电化学腐蚀,加速了钢管的腐蚀,故C项不合题意。钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应式应是Fe-2e-====Fe2+,故D项不合题意。1.你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?提示:2.在生活和学习的过程中,你了解哪些防止金属腐蚀的具体方法?提示:①给金属穿上“防护服”。具体方式有:涂漆——如在钢铁表面涂防锈油漆;热

4、镀——加热锌或锡等耐腐蚀性能较强的金属,使其均匀覆盖于钢铁表面;电镀——在钢铁表面形成锌或铬等耐腐蚀性较强的金属镀层;喷涂有机或无机涂层材料等。②电化学防护法——即牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。③在钢铁中加入一定比例的铬和镍(如14%~18%Cr,7%~9%Ni),改变钢铁内部的组成和结构,可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能,这就是常见的“不锈钢”。【典例2】(2010·山东高考)对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。(1)以下为铝材表面处理的一种方法:①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是

5、__________(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的_____。a.NH3b.CO2c.NaOHd.HNO3②以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应为__________。取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是__________。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是__________。(3)利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于_____处。若X为锌

6、,开关K置于M处,该电化学防护法称为_____。【思路点拨】(2)电解池的阳极发生氧化反应,结合原子、电子守恒配平。(3)掌握电镀池的构成及两种电化学防护法。【自主解答】(1)①冒气泡的原因是Al与NaOH反应,离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O====2AlO2-+3H2↑;使AlO2-生成沉淀,最好是通入CO2,若加HNO3,生成的沉淀容易溶解。②阳极是Al发生氧化反应,要生成氧化膜,还必须有H2O参加,故电极反应式为:2Al+3H2O-6e-====Al2O3+6H+;加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,是由于废电解

7、液中含有H+,HCO3-与H+反应生成CO2气体,随着H+的减少,溶液碱性增强,产生Al(OH)3沉淀。(2)电镀时,阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+,以补充Cu2+。(3)铁被保护,可以作原电池的正极,或者电解池的阴极,故若X为碳棒,开关K应置于N处,Fe作阴极受到保护;若X为锌,开关K置于M处,铁作正极,锌作负极,称为牺牲阳极的阴极保护法。答案:(1)①2Al+2OH-+2H2O====2AlO2-+3H2↑b②2Al+3H2O-6e-====Al2O3+6H+因为HCO3-与H+反应,使得H+浓度减小,产生Al(OH)3沉淀

8、(2)阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+(3)N牺牲阳极的阴极保护法知识点一:金属的电化学腐蚀1.(2010·三明高二检测)家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,在此过程中不发生的化学反应是()A.4Fe(OH

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