高中化学第1章化学反应与能量转化第3节第3课时金属的腐蚀与防护鲁科4鲁科高二4化学

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12/10/2021
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A.②①③④⑤⑥ C.⑤④②①③⑥
B.⑤④③①②⑥ D.⑤③②④①⑥
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思路点拨:解答本题的基本思路如下: (1)根据所给装置判断是原电池还是电解池。 (2)根据金属的活动性以及电源的正、负极判断原电 池的正、负极,电解池的阴、阳极。 (3)根据腐蚀快慢的规律分析判断。
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比较 项目
定义
化学腐蚀
电化学腐蚀
金属跟接触到 的干燥气体或 非电解质液体 等直接发生化 学反应
Байду номын сангаас
不纯的金属接触电解质 溶液时,会发生原电池 反应
吸氧腐蚀 析氢腐蚀
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条件
区别 反 应 式
联系
金属与氧化性物 质(如Cl2)直接接 触
水膜中含有O2,呈 极弱酸性或中性
水膜酸性 较强
无电流产生
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(4)钢铁制造的暖气管道外常涂有一些沥青,这是钢 铁的电化学保护法。( )
(5)原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能 用来减缓金属的腐蚀。( )
解析:(1)钢铁的腐蚀以吸氧腐蚀为主,错误;(2)钢 铁电化学腐蚀的负极反应式应为 Fe-2e-===Fe2+,错误;
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答案:C
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要点二 判断金属腐蚀快慢的规律 问题:如何比较金属腐蚀的快慢? (1)电解原理引起的腐蚀(金属作阳极)>原电池原理引 起的腐蚀(金属作负极)>化学腐蚀>有一般防腐条件保护> 牺牲阳极的阴极保护法(金属作正极)>外加电流的阴极保 护法(金属作阴极)。
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3.钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
项目
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
形成条件 水膜酸性较 水膜酸性极弱

或呈中性
电极 负极
反应 正极
Fe-2e- ===Fe2+ 2H++2e- ===H2↑
2Fe-4e- ===2Fe2+ 2H2O+O2+4e- ===4OH-
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总反应
腐蚀速度 相互关系
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3.钢铁发生吸氧腐蚀时,负极的电极反应式是( ) A.Fe-3e-===Fe3+ B.O2+2H2O+4e-===4OH- C.Fe-2e-===Fe2+ D.2H++2e-===H2↑
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解析:钢铁发生吸氧腐蚀时,负极反应为 Fe-2e- ===Fe2+,正极反应为 O2+2H2O+4e-===4OH-,C 正 确。
内容(nèiróng)总结
第1章 化学反应与能量转化。Fe+2H+===。Fe2++H2↑。2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2。负极:
No Fe-2e-===Fe2+。2H2O+O2+4e-===4OH-。正极(zhèngjí):2H++2e-===H2↑。联系。(1)本质
相同,都是金属失去电子,被氧化。(2)两种腐蚀同时发生,电化学腐蚀更普遍、危害更大。吸氧腐 蚀比析氢腐蚀普遍
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Ⅱ中是酸性溶液,电极反应中不能有 OH-生成,C 错误;Ⅰ中无 Fe2+生成;不能生成铁氰化亚铁沉淀,D 错误。
答案:A
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思路点拨:解答本题要注意以下几个方面: (1)明确两装置中金属电极活动性强弱,准确判断正、 负极。 (2)根据溶液的酸碱性强弱,判断腐蚀的类型。 (3)逐项分析,得出结论。
A.Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护 B.Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是 Fe-2e-===Fe2+
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C.Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是 O2+2H2O+4e-===4OH- D.Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量 K3[Fe(CN)6]溶液,均有蓝 色沉淀 解析:两个装置均为原电池,负极都是活泼金属,根 据原电池原理可知:原电池的正极金属受到保护,A 项正 确;Ⅰ:负极为活泼金属 Zn,B 错误;
(4)暖气管道外涂沥青是加防护层的方法,不属于电 化学防护法;错误;(5)牺牲阳极的阴极保护法就是利用 原电池原理减缓金属的腐蚀,错误。
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
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2.将下列金属的防护方法连线。 (1)加保护层 A.钢闸门与直流电源负极相连
(2)牺牲阳极阴极保护法 B.电线外面包塑料法 (3)外加电流的阴极保护法 C.普通钢制镍铬钢 (4)改变内部结构 D.轮船外壳装上锌块 答案:(1)-B (2)-D (3)-A (4)-C
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1.化学腐蚀。 金属跟接触到的干燥气体或非电解质液体(如石油) 等直接发生化学反应而引起的腐蚀,这种腐蚀的速率随着 温度的升高而加快。 2.电化学腐蚀。 不纯的金属接触电解质溶液时,会发生原电池反应, 较活泼的金属失去电子而被氧化所引起的腐蚀。 电化学腐蚀包括析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
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解题归纳 解答此类题目主要从以下三个方面分析:
1.正确判断金属的腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀。 2.如果是电化学腐蚀,判断出正、负极,较活泼的 金属为负极被腐蚀,较不活泼的金属为正极被保护。
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3.电化学腐蚀中根据电解质溶液的酸碱性确定腐蚀 的类型,若是酸性溶液则发生析氢腐蚀,若是中性或弱酸 性溶液则发生吸氧腐蚀。
(2)对于同一种金属来说,腐蚀的快慢:强电解质溶 液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)活泼性不同的两金属,活泼性差别越大,活泼性 强的金属腐蚀越快。
(4)对于同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越 大,腐蚀越快。
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[例 2] 如图所示,烧杯中盛有海水,铁在其中被腐 蚀由快到慢的顺序为( )
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产生氢气,导管内液面下降,一段时间后铁片发生吸 氧腐蚀,吸收氧气,导管内液面回升,B 错误;墨水回升 时,铁片发生吸氧腐蚀,碳极为正极,电极反应为 O2+ 2H2O+4e-===4OH-,C 正确;铁片无论是发生析氢腐 蚀还是吸氧腐蚀,具支试管内溶液 pH 均增大,D 错误。
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3.金属表面的水膜呈较强的酸性发生析氢腐蚀,水 膜呈中性或很弱的酸性则发生吸氧腐蚀,切勿混淆。
4.牺牲阳极的阴极保护法不称作牺牲负极的正极保 护法。
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1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)因为 CO2 普遍存在,所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀 为主。( ) (2)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为 Fe-3e- ===Fe3+。( ) (3)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别在于前者有 H2 生成,后者有 O2 参加。( )
Fe+2H+=== Fe2++H2↑
一般较快
2Fe+O2+ 2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+ 2H2O===4Fe(OH)3
一般较慢
两种腐蚀同时发生,但后者更普遍
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二、金属的防护方法 1.电化学防护法。 (1)牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理 a.正极:被保护的金属设备; b.负极:比被保护金属活泼的金属。 (2)外加电流的阴极保护法—电解原理 a.阴极:被保护的金属设备; b.阳极:惰性金属。
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即时演练 1.如图装置中,小试管内为红墨水,具支试管内盛 有 pH=4 的雨水和生铁片。实验时观察到:开始时导管 内液面下降,一段时间后导管内液面回升,略高于小试 管内液面。下列说法正确的是( )
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A.生铁片中的碳是原电池的阳极,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,碳电极反应式为 O2+2H2O+4e- ===4OH- D.具支试管中溶液 pH 逐渐减小 解析:生铁片中的碳是原电池的正极,A 错误;雨水 酸性较强,开始时铁片发生化学腐蚀和析氢腐蚀,
答案:C
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4.海洋中金属的腐蚀,特别是局部腐蚀,是工业和 国防事业较为重视的问题。关于牺牲阳极的阴极保护法 叙述正确的是( )
A.利用的是电解池工作原理 B.负极就是阴极 C.阳极发生氧化反应 D.需要外加电流 答案:C
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要点一 金属的腐蚀
问题:化学腐蚀与电化学腐蚀有哪些区别和联系?
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1.在原电池工作中,电子通过外电路从负极流向正 极;在电解池工作中,电子从电源的负极流向电解池的阴 极。
2.钢铁主要含有铁、碳两种元素。铁锈的主要成分 是红棕色的 Fe2O3,铁生成铁锈的过程中,铁元素的化合 价升高,发生氧化反应。
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一、金属的腐蚀 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。金属腐蚀一般可分为化学腐 蚀和电化学腐蚀两类。
第1章 化学反应 与能量转化 (huàxué fǎnyìng)
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第 3 节 化学能转化为电能— —电池
第 3 课时 金属的腐蚀与防护
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[学习目标] 1.认识金属腐蚀的危害,能利用原电池 原理解释电化学腐蚀的原因。2.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。3.了解金属腐蚀的防护 方法。
解析:金属腐蚀的快慢规律为: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,根据 装置图可知①是铁与海水直接接触,化学腐蚀,②原电池, 铁比 Sn 活泼作负极,③原电池,铁作正极得到保护,④ 原电池,铁作负极,但正极铜比①Sn 不活泼,铁受到的 腐蚀比①严重,⑤电解池,铁作阳极,
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⑥电解池,铁作阴极,所以铁在其中被腐蚀由快到慢 的顺序为⑤④②①③⑥,选 C。
答案:C
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2.由例 2 知:④装置中的铜棒和铁棒调换位置,铁 被腐蚀的速率与①、②、③相比较快慢如何?
答案:④装置中铁被腐蚀的最慢。
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有微弱电流
负极:Fe-2e-===Fe2+
2Fe+3Cl2= 2FeCl3
正极: 2H2O+O2+4e- ===4OH-
正极:2H ++2e- ===H2↑
(1)本质相同,都是金属失去电子,被氧化 (2)两种腐蚀同时发生,电化学腐蚀更普遍、危害 更大;吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍
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[例 1] 结合下图判断下列叙述正确的是( )
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2.制成防腐合金:如不锈钢等。 3.加防护层:如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、 喷镀或表面钝化等方法。
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易错提醒 1.化学腐蚀和电化学腐蚀的本质相同,都是金属失 去电子而被氧化的过程,后者过程伴随有电流产生,前者 却没有。 2.钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时,负极均是 Fe 失电子生成 Fe2+,而非 Fe3+。
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