2017年秋高二化学人教版选修四同步学案：第4章第4节金属的电化学腐蚀与防护

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1、第四节金属的电化学腐蚀与防护【学习目标】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。—金属的腐蚀【新知导学】1.冋答下列问题：(1)铁与氯气反应的化学方程式是;纯锌片与盐酸反应的离子方稈式是:上述两反应过程(填“是”或“不是”)原电池反应。⑵铁制品在潮湿的环境中比在干燥的环境中—生锈，其原因是2.金属的腐蚀(1)概念：金属与周围的发生反应而引起损耗的现象。(2)根据与金属接触的不同，金属腐蚀可分为两类：①化学腐蚀：金属与接触到的气体(如02、Cl?、SO?等)或液体(如石油)等直接

2、发生化学反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而。②电化学腐蚀:的金屈跟溶液接触时,会发生反应，比较的金属电子而被氧化。(3)用铝制饭盒盛放醋酸，一段时I'可后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀属于,反应的化学方程式为;若用铝制饭盒盛放食盐(含水时)，一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀属于,反应原理是(写电极反应式和总反应式)：o3.钢铁的电化学腐蚀根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同，钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，如下图所示：钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图(1)钢铁的析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液较强时，腐蚀过程中有出放出。Fe正极：总反应：(1)钢铁的吸氧腐蚀:当

3、钢铁表面的电解质溶液呈或呈并溶有一定量的02时,将会发生吸氧腐蚀°发生的电极反应式及总反应式为负极：；正极：;总反应：铁锈(Fe2O3xH2O)的形成：【归纳总结】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。2.金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟非金属单质或非电解质液体直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍(1)析氢腐蚀与吸氧腐蚀类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pHW4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极负极Fe2e==F

4、e2+反应正极2H++2eH2tCb+2HQ+4e4OH总反应式Fe+2H，=Fe2++H2t2Fe+0.+2H4——2Fe(OH).吸氧腐蚀更普遍提示(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。【活学活用】1.下列关于金屈腐蚀的说法正确的是()A.金属在潮湿空气中腐蚀的实质是M+«H2O=M(OH)h+^H2tB.金属的化学腐蚀的实质是M—电子直接转移给氧化剂C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D.在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀2.如图装置中，小试管内为红

5、墨水，具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是()片--驴片「pH=4雨水嚙墨水期A.生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应B.雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀C.墨水回升时，碳极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH_D.具支试管中溶液pH逐渐减小二金属的防护方法【新知导学】1.金属的防护改变其内部结构y—作原电池的_@保护的金砂加保护层v—作电解池的_2.电化学保护法(1)为了减小某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，英屮焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用—(填字

6、母)，此方法叫做保护法。A.铜B.钠C.锌D.石墨(2)图乙所示的方案也可以减慢铁闸门的腐蚀速率，其屮铁闸门应该连接在直流电源的极，此方法叫做保护法。甲乙【归纳总结】1.金属的电化学防护方法类型方法原理实例牺牲阳极的阴极保护法在被保护的设备上装上比它的金属被保护的金属作原曲油的船舶的外壳上装锌块外加电流的阴极保护法将被保护的设备与惰性电极置于电解质溶液里，接上被保护的金属作电解池的保护海水屮的钢闸门1.判断金属腐蚀快慢的方法(1)同一金属在相同电解质溶液中，金属腐蚀的快慢是电解池的阳极〉原电池的负极＞化学腐蚀〉原电池的正极＞电解池的阴极。(2)同一金属在相同电解质溶液中，电

7、解质浓度越大，腐蚀越快。(3)同一金属在不同电解质溶液中，金属腐蚀的快慢是强电解质溶液〉弱电解质溶液〉非电解质溶液。【活学活用】2.为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是()A.在精密机床的铁床上安装铜螺钉B.在排放海水的钢铁闸门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中C.在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D.在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极3.下列关于如图所示的实验装置的判断中错误的是()A.若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀B.若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀C.若X为锌棒，开关K置于B处