高中化学必修13-2金属的腐蚀和保护

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练习
1．下列方法可用于金属防护的是（ D ）
①原电池反应 ②涂油漆 ③电镀 ④置于干燥环境
A．①③④
B．①②③
C．②③④
D．全部
2．有关金属腐蚀的论述，正确的是（ D ）
A．金属的腐蚀一定伴有电流产生 B．Fe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀 C．发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是作正 极而被腐蚀 D．发生电化腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属总是 失电子
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7、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置 数天观察：
（1）若液面上升，则溶液呈___中__或__碱_____性，
发生__吸__氧____腐蚀,电极反应式为： 负极：______F_e__–_2_e_－_＝___F_e_2+__________, 正极：___O__2_+__2_H_2_O__+_4_e_-_＝__4_O__H__- _______
（1）涂上油漆 （2）使用镀铬的钢 （3）使用不锈钢
（1）的优点是成本较高，缺点是油漆层容易脱落，保护作用一 般，不太适合大桥要使用多年的要求，而且也不适合在风景区使用。
（2）的优点是保护作用优良，外表美观，适合在风景区使用。
（3）的优点是保护作用优良，外表美观，但成本较高，应酌情
考虑。
A、②>①>③
Fe
Sn Fe
Zn Fe
B、③>②>①
C、②>③>①
① 优秀课件
②
③ 23
5、下列事实不能用电化学理论解释的是 ( B ）
A、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的锌块
B、铝片不用特殊方法保护 C、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的CuSO4溶液 后速率加快
D、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用
在什么条件下锈蚀速率快。
实 验 方 案
记 录
结
论
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植
物
实
油
验
方
案
CH3COOH溶 煮沸后迅速 NaCl溶液 煮沸后迅速
液
冷却的蒸馏
冷却的蒸馏
水
水
植物油
有气泡产
记 生，反应 录 速率快
相当长时 间铁钉未 被腐蚀
铁钉渐 渐生锈
无现象 无现象
结 论
铁钉被腐 蚀最快
由于无O2， 较长时间 铁钉被
铁钉未被 优秀腐课件蚀 腐蚀
由于无O2， 由于无O2、
铁钉未被 腐蚀
H能2O被，腐铁1蚀0钉不
总结：
铁钉遇到强酸或有O2、H2O存在的情况下，铁 均可被腐蚀，遇到电解质时，一般腐蚀速率更 快。
请你预测一下，铁在月球上会 不会生锈？为什么？
不会，因为月球上缺少水分和氧气。
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钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀, 但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什 么原因呢?
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金属腐蚀的现象
锈蚀的轮船
锈蚀的闸门
锈
锈
蚀
蚀
的
的
楼
大
梯
桥
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金属的腐蚀现象非常普遍：
1、钢铁生锈： 铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O
2、铜器表面生成铜绿： 铜绿的主要成分：Cu2(OH)2CO3
金属腐蚀的不利后果优有秀课哪件 些？
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一、金属的腐蚀
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。
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正极上发生反应有两种情况：
Fe2+ e-
Fe
O2 OH-
e-
e- C
(1) 吸氧腐蚀
电解质溶液： 弱酸性、中性、碱性
负极: Fe – 2e- = Fe2+ 正极: 2H2O + O2 + 4 e- = 4OH–
Fe2+
(2) 析氢腐蚀
H2 电解质溶液：
e-
e-
e- C
强酸性 负极: Fe – 2e- = Fe2+
（2） 若液面下降，则溶液呈___酸_____性，发生
____析__氢___腐蚀，电极反应式为： 负极：________F_e_–__2_e_-＝___F_e_2+_______， 正极：_________2_H_+优_+秀_课_2件_e_－_＝__H__2↑____________ 25
（1）在金属表面覆盖保护层，如：涂油漆、镀 Zn、镀Sn、镀Cr等,或制成氧化膜。 （2）在要保护的金属上连接一种比该金属更易 失去电子的金属。 （3）改变金属的内部组织结构，如：将钢铁制 成不锈钢。
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刷油漆
外面包上一层塑料层
选用油脂，不能用油漆 优秀课自件 行车钢圈和车铃镀Cr 19
你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？ 请举例说明。
本质：金属失去电子被氧化。
根据接触的介质不同、发生腐蚀的化学原 理不同
化学腐蚀 金属腐蚀
电化学腐蚀
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1、化学腐蚀
定义：
金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、SO2等）直接 发生化学反应而引起的腐蚀。
原理：
金属跟氧化剂直接发生氧化还原反应。
影响因素：
金属越活泼，越易被腐蚀； 金属所处的环境温度越高，腐蚀速率越快； 氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。
2、有两种活动性不同的金属（或一种是非金
属导体如碳棒）做电极。
3、两极材料均插入电解质溶液中。
（一般负极与电解质发生氧化还原反应）
4、两极相连优秀形课件成闭合回路
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科学探究 不同条件下铁钉的腐蚀
现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、NaCl溶液、 CH3COOH溶液和煮沸后迅速冷却的蒸馏水，你也可以选 用其他物品，设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及
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烧过菜的铁锅如果未及时洗
净（残液中含 NaCl），第二天便
出现红棕色锈斑（主要成分为
Fe2O3•nH2O）。请问这种腐蚀是化 学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么锅是由生铁做成的,铁锅生
锈是因为Fe-C-NaCl 形成原电池。铁
作负极，失去电子变成亚铁离子，从
而被腐蚀。
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3、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的电极
反应式是（D ）
A、 Fe – 2e-=Fe 2+
B、 2H+ + 2e- =H2 ↑ C、 4OH- - 4e-= 2H2O + O2 ↑
D、 2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
4、如图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被
腐蚀时由快到慢的顺序是（ A ）
4Fe(OH)2 +2H2O+ O2= 4Fe(OH)3
Fe(OH)优3秀失课去件 部分水转化为铁锈
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金属腐蚀的本质
化学腐蚀和电化学腐蚀都是金属的原子失去 电子变成阳离子的过程。也就是说,金属在腐蚀 过程中,发生了氧化还原反应。
注意：
（1）电化学腐蚀是通过构成无数微小的原电池而发生的， 作为负极的较活泼金属将不断被腐蚀。而不活泼的金属（或 非金属或其它杂质）则被保护。 （2）电化学腐蚀，只有当金属跟电解质溶液接触时，才会 发生，并伴有微电流产生。 （3）升温、原电池反应都可加快金属腐蚀
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升温可加 快金属腐
蚀
图3-14 左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的食品罐头放 在南极已差不多90年了，却很少生锈，你知道为什么吗
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在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个 地区铁生锈相对慢一些？为什么？
新疆吐鲁番，因为该地区相对干燥， 水分稀少，而海南地区潮湿多雨，温度 高，易发生电化学腐蚀。
Fe
优秀课正件 极: 2H+ + 2e- = H2↑ 13
吸氧腐蚀与析氢腐蚀（以钢铁为例）
类型
吸氧腐蚀
析氢腐蚀
条件 正极反应(C) 负极反应(Fe)
水膜呈弱酸性或中性 或碱性
水膜呈酸性
O2+2H2O+4e-=4OH- 2H++2e-=H2↑
Fe-2e-=Fe2+
Fe-2e-=Fe2+
其他反应
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
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2、电化学腐蚀
不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生 原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐 蚀叫做电化学腐蚀。
原电池复习回忆
定义：把化学能转化为电能的装置
原理：较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属
（负极）通过导线流向较不活泼的金属（正极）
构成条件:
1、自发进行的氧化还原反应
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二、金属的防护
1、影响金属腐蚀的因素
①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
金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。
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2、金属防护的常用方法 ——排除造成腐蚀的因素
制成不锈钢，在金属表面镀一层比要保 护的金属更活泼的金属。
锌块
用牺牲镁块的方法来防止地
用牺牲锌块的方法来保护
下钢铁管道的腐蚀，镁块必
船身，锌块必须定期更换优秀课件 须定期更换
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假如你是设计师，正计划用钢材在杭州 西湖内建造能使用20年左右的一座大桥， 有三种防锈措施供选择，你优先选择哪 种方法？各种方法有什么优、缺点？
在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水能电 离出少量的H+和OH-,同时由于空气中CO2的溶解,使水里的 H+ 增多：
H2O + CO2
H2CO3-
H+ + HCO3-
这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里 的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。
其中，铁是负极，碳是正极。
在负极，铁失去电子而被氧化成Fe2+ 。