第四章 第三节 金属的腐蚀与防护

联系
通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍
3.实验探究：电化学腐蚀 (1)
实验操作
实验现象
实验解释
装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电 导管中_液__面__上__升_
池，铁钉发生吸氧 腐蚀
(2) 实验操作
实验现象
实验解释
Zn与CuSO4反应生成Cu， Zn、Cu和稀盐酸构成 ①试管中产生气泡的速率_快__ _原__电__池__，形成电化学腐 蚀，速率更_快__
正误判断
(1)无论化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属的腐蚀都是金属失电子被氧化的
过程( √ ) (2)因为CO2普遍存在，所以钢铁腐蚀以析氢腐蚀为主( × ) (3)铜在酸性条件也可以发生析氢腐蚀( × )
(4)纯铁不易腐蚀，生铁易腐蚀，是因为生铁中含碳能形成原电池发生电
化学腐蚀( √ ) (5)铁的电化学腐蚀负极反应为Fe－3e－===Fe3＋( × )
有关反应 — _Z_n_－__2_e_－_=_=_=_Z__n_2＋_
_2_H_＋__＋__2_e_－_=_=_=_H__2↑__
结论
溶液中不含Fe2＋，铁作正极未被腐蚀
实验探究二： 培养皿中放入含有NaCl的琼脂，并注入5～6滴酚酞和K3[Fe(CN)6]溶液，取 两个2～3 cm的铁钉，用砂纸擦光，将裹有锌皮的铁钉放入a，缠有铜丝 的铁钉放入b。
解析 当电解质溶液相同时，同一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。本题中，铁腐蚀由快 到慢的顺序为④>②>①>③。
归纳总结 金属腐蚀快慢的判断方法
(1)在同一电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序为：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。 (2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液＞弱电 解质溶液＞非电解质溶液。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。 (4)金属活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。
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
解析 金属腐蚀的实质是金属失去电子，在酸性较强的电解质溶液中发 生析氢腐蚀放出H2，而在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀， 析氢腐蚀和吸氧腐蚀均属于电化学腐蚀。
2.下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是 _④__>_②__>_①__>_③__。
实验探究一 如图装置反应一段时间后，往Fe电极 区滴入2滴 黄 色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾) 溶液，观察实验现象。 已知Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀。
实验装置 电流表 阳极(负极区)
阴极(正极区)
现象 指针_偏__转__
Zn溶解
有气泡 产生，_无__蓝Biblioteka Baidu沉淀生成
内
容
二、金属的防护
索
引
随堂演练 知识落实
课时对点练
一、金属的腐蚀
1.金属的腐蚀 (1)概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的 现象。其实质是金属原子 失去 电子变为阳离子，金属发生氧化 反应。 (2)根据与金属接触的 气体或液体 不同，金属腐蚀可分为两类： ①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应 而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而加快 。 ②电化学腐蚀：当不纯的金属与 电解质溶液接触时会发生原电池 反应，比 较 活泼 的金属发生氧化反应而被腐蚀。 特别提醒 金属腐蚀过程中，电化学腐蚀和化学腐蚀同时发生，但绝大多 数属于电化学腐蚀，且比化学腐蚀的速率大得多。
第三节 金属的腐蚀与防护
核心素养发展目标
1.科学探究与创新意识：通过实验科学探究金属腐蚀的本质及其原 因，认识金属腐蚀的主要类型，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀 的电极反应式。
2.科学态度与社会责任：认识金属腐蚀产生的危害和影响，树立防 止金属腐蚀的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方法。
一、金属的腐蚀
_O__2_＋__4_e－__＋__2_H_2_O_=_=_=__4_O_H_－__ _2_F_e_＋__O_2_＋__2_H__2O__=_=_=_2_F_e_(_O_H_)_2_
后续反应
最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下： _4_F_e_(O__H_)_2_＋__O_2_＋__2_H_2_O_=_4_F_e_(_O__H_)_3 _，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O ＋(3－x)H2O
2.钢铁的电化学腐蚀 类别
项目
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
图形描述
条件 负极
水膜酸性较强
水膜酸性很弱或呈中性
_F_e_－__2_e_－_=_=_=_F_e_2_＋_
正极 总反应
_2_H_＋__＋__2_e_－_=_=_=_H__2↑_ _F_e_＋__2_H_＋__=_=_=_F_e_2＋__＋__H_2_↑_
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二、金属的防护
金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。 1.改变金属材料的组成 在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金。如普通钢加入镍___、__铬_ 制成不锈钢，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且具有良好的生物相容性。 2.在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍 采用的防护方法。如，在钢铁制品表面喷油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪 瓷等；电镀锌、锡、铬、镍等，利用化学方法、离子注入 法、表面渗镀等 方式在金属表面形成稳定的钝化膜。
3.电化学保护法 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极 (阳极)的金属被腐蚀，作 为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，就不易 被腐蚀。 (1)牺牲阳极法 原理：原电池原理 要求：被保护的金属作正极，活泼性 更强的金属作负极。 应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸 门安装镁合金或锌块
易错提醒 Fe 在电化学反应中，Fe－――2→e－Fe2＋，而不直接生成 Fe3＋；Fe3＋―＋―e→－ Fe2＋，而不能直接生成 Fe。
应用体验
1.下列关于金属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＋nH2O===M(OH)n＋n2H2↑
√B.金属的化学腐蚀的实质是：M－ne－===Mn＋，电子直接转移给氧化剂