知识点总结3 金属的腐蚀与防护
高中化学金属腐蚀与防护知识点
高中化学金属腐蚀与防护知识点一、知识概述《高中化学金属腐蚀与防护知识点》①基本定义:- 金属腐蚀呢,简单说就是金属跟周围接触到的物质发生化学反应被破坏了。
比如说铁,要是放在潮湿的空气里,时间长了就生锈了,这生锈就是铁被腐蚀了。
就像苹果被氧化变黑似的,金属被周围的物质慢慢“咬”坏了。
②重要程度:- 在高中化学里这可相当重要。
很多工业生产、生活设施都用到金属,要是金属老是被腐蚀,那损失可大了。
像桥梁、轮船要是因为金属腐蚀出了问题,后果可能很严重的。
它既关系到实际生活也在化学学科里是理解化学反应类型、电化学原理这些的重要部分。
③前置知识:- 得先掌握氧化还原反应,因为金属腐蚀很多都涉及到氧化还原。
还有金属的活动性顺序,这能让我们明白哪种金属更容易被腐蚀。
再就是电解质溶液的知识,因为大多数金属腐蚀都是在有电解质存在的情况下加速进行的。
④应用价值:- 应用老广了,在建筑领域,比如高楼大厦的钢筋混凝土结构,要防止钢筋被腐蚀。
汽车工业,金属零部件那么多,要是腐蚀了车就容易出故障。
家庭里的金属制品,像铁锅要是被腐蚀得厉害就不能正常做饭了二、知识体系①知识图谱:- 在化学学科里,它跟电化学、氧化还原反应、金属性质这些都紧密联系着。
就像在电化学知识体系里的一个分杈,电化学是棵大树,金属腐蚀与防护就是一个很重要的树枝,还跟氧化还原反应这个树干血脉相连呢。
②关联知识:- 跟电化学是超级亲密的关系,像金属的电化学腐蚀就是电化学里很典型的应用。
还有金属元素的化学性质也有关联,比如金属的活泼性不同,腐蚀的难易程度也不同。
就好比不同性格的人在社会上遇到挑战时的反应不同,活泼的金属就比较容易被周围物质挑战(腐蚀)。
③重难点分析:- 重难点呢,难就难在理解金属电化学腐蚀的原理。
这需要搞清楚原电池反应。
按我的经验,很多同学就是在电子的得失流向、电极反应式这块搞混。
关键点就是得明白金属腐蚀时到底谁在失电子,失电子后产生了啥,这些就像解题的钥匙,弄懂了就能拿下这块知识。
高中化学选择性必修一第4章第3节 金属的腐蚀与防护 基础知识讲义
第三节金属的腐蚀与防护一、金属的腐蚀(一)定义: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(二)特征:金属被腐蚀后,在外形,色泽以及机械性能方面会发生变化(三)本质:金属失电子变成阳离子发生氧化反应。
M-ne-=M n+(四)类型:化学腐蚀和电化学腐蚀1、化学腐蚀(1)定义: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(2)本质:金属失电子被氧化。
(3)举例:铁与氯气直接反应而腐蚀;输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀(4)特点:无电流产生,化学腐蚀的速度随温度升高而加快。
例如:钢材在高温下容易被氧化,表面生成由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的一层氧化物。
2、电化学腐蚀(1)定义: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,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
(2)本质:较活泼的金属失去电子被氧化(3)举例:钢铁制品在潮湿空气中的锈蚀就是电化学腐蚀(4)特点:有微弱的电流产生注:化学腐蚀与电化学腐蚀的联系:化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生,但电化学腐蚀更普遍,危害更大,腐蚀速率更快3、钢铁的电化学腐蚀(1)原电池的组成:负极:铁正极:碳电解质:潮湿空气(2)种类:根据钢铁表面水膜的酸性强弱分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀①析氢腐蚀:在酸性环境中,由于在腐蚀过程中不断有H2放出,所以叫做析氢腐蚀。
水膜酸性较强:负极:Fe—2e-=Fe2+正极:2H++2e-=H2↑总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑②吸氧腐蚀:钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性,但溶有一定量的氧气,此时就会发生吸氧腐蚀水膜中溶有O2,呈弱酸性、中性或碱性:负极:Fe—2e-=Fe2+ 正极:O2+4e-+2H2O=4OH-总反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3 =Fe2O3·xH2O(铁锈)+(3-x)H2O注:I、只有位于金属活动性顺序中氢前的金属才可能发生析氢腐蚀,氢后的金属不能发生II、氢前和氢后的金属都可发生吸氧腐蚀III、吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式,主要原因有两个,第一:水膜一般不显强酸性;第二:多数金属都可发生二、金属的防护(一)改变金属材料的组成1、方法:在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。
高二化学金属的腐蚀和防护知识点总结
高二化学金属的腐蚀和防护知识点总结金属材料受周围介质的作用而损坏,称为金属腐蚀,是最常见的腐蚀形态。
不同金属在不同的环境状态下所受到的腐蚀影响是不一样的,一般产品的使用环境大致分为室内环境、室外环境和海洋气候环境3种。
(1)室内环境:空气中侵蚀金属的主要因素大多数是氧气。
但是当空气有一定的相对湿度(即所谓临界湿度)时才会发生重要的实际腐蚀作用。
一般临界湿度为60%~70%,超过临界湿度越大,则腐蚀作用越大。
在居住和工作房间中,夏季的相对湿度高,因而腐蚀作用比冬天大。
在山区和海洋地区,室内的相对湿度大多比平坦的内地高,腐蚀作用相对较大。
如果空气中不存在特别侵蚀的成分,那么腐蚀的量一般来说就比较小。
因此,腐蚀作用会由于尘埃的增加,空气中的气态杂质,特别是二氧化硫、酸雾(由燃烧气体产生八含硫有机化合物(厨房和餐室中八氨气(主要是厕所、木工场)等含量的增加而加剧。
更严重的腐蚀可能是由于制件和各种物体相接触而产生的,如接触汗水、木材(有机酸或浸湿剂)、纸张(酸、碱,氯化物和硫化物)等。
(2)室外环境:腐蚀影响的情况基本上同室内环境相似,它们的主要差别是室外环境大多数在这区域的内部也有显著的差别。
如果物体直接受到海水区域的细水雾粒作用,则腐蚀作用还会加快。
金属腐蚀的防护主要方法有:①改变金属的内部结构。
例如,把铬、镍加入普通钢中制成不锈钢。
②在金属表面覆盖保护层。
例如,在金属表面涂漆、电镀或用化学方法形成致密耐腐蚀的氧化膜等。
③电化学保护法。
因为金属单质不能得电子,只要把被保护的金属做电化学装置发生还原反应的一极阴极,就能使引起金属电化腐蚀的原电池反应消除。
具体方法有:a.外加电流的阴极保护法。
利用电解装置,使被保护的金属与电源负极相连,另外用惰性电极做阳极,只要外加电压足够强,就可使被保护的金属不被腐蚀。
b.牺牲阳极的阴极保护法。
利用原电池装置,使被保护的金属与另一种更易失电子的金属组成新的原电池。
发生原电池反应时,原金属做正极(即阴极),被保护,被腐蚀的是外加活泼金属负极(即阳极)。
知识点总结3 金属的腐蚀与防护
知识点总结3 金属的腐蚀与防护知识点总结三·金属的腐蚀与防护知识点1·金属的腐蚀1. 金属腐蚀的概念(1)金属的腐蚀是指金属或合金与身边环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
(2)金属腐蚀的实质:金属原子失去电子被氧化的过程,M -ne - === M n+(M 表示金属)(3)金属腐蚀的类型:化学腐蚀和电化学腐蚀表1 化学腐蚀与电化学腐蚀2. (1)化学腐蚀:4Fe + 3O 2 + 2nH 2O === 2Fe 2O 3·nH 2O (2)电化学腐蚀:吸氧腐蚀和析氢腐蚀① 吸氧腐蚀通常事情下,在潮湿的空气中,钢铁的表面凝聚了一层溶有氧气的水膜,这层水膜、铁和铁中存在少量碳单质形成了无数弱小的原电池。
这些弱小的原电池遍布钢铁表面。
当身边环境呈若酸性或中性时,发生“吸氧腐蚀”。
负极:;正极:。
总反应:。
上述电化学腐蚀中汲取氧气,故称为吸氧腐蚀。
② 析氢腐蚀当钢铁表面水膜呈较强的酸性时,正极析出氢气发生“析氢腐蚀” 负极:;正极:。
总反应:。
上述电化学腐蚀会生成氢气,故称为析氢腐蚀。
(3)铁锈的生成铁锈的要紧成分:Fe 2O 3·nH 2O钢铁在中性或弱酸性条件下发生吸氧腐蚀后,生成的氢氧化亚铁会进一步被O 2氧化,生成氢氧化铁,氢氧化铁部分脱水生成Fe 2O 3·nH 2O (铁锈的要紧成分)。
要紧的化学方程式: 4Fe(OH)2+ 2H 2O+O 2==4Fe(OH)32Fe(OH)3== Fe 2O 3 · nH 2O+(3-n)H 2O知识点2·金属的防护1. 金属防护的原理金属腐蚀的实质是金属原子失去电子被氧化的过程。
防止金属被腐蚀,算是阻断金属发生氧化反应的途径。
2. 金属防护的常用办法:(1)改变金属组成或结构如:将铬、镍加入一般钢里制成别锈钢。
(2)在金属表面覆盖爱护层原理:隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护金属是一种常见的材料,具有坚固、耐用的特性,广泛应用于建筑、制造业等领域。
然而,金属在长期使用中容易发生腐蚀现象,导致材料的质量下降,使得其功能受到影响。
因此,研究金属的腐蚀原理以及采取相应的防护措施就显得尤为重要。
一、金属腐蚀的原因金属腐蚀是指金属在与外界介质接触时发生化学或电化学反应,从而导致金属表面形成氧化物或盐类物质。
金属腐蚀的原因主要包括以下几点:1. 电化学反应:金属与介质发生电化学反应是引起腐蚀的主要原因之一。
当金属处于电解质溶液中时,金属表面会发生阳极和阴极反应,形成电池,促使金属的氧化和溶解。
2. 化学反应:金属在一些特定的介质中,比如酸性或碱性环境中,会与介质中的物质发生化学反应,形成氧化物或盐类产物。
3. 物理因素:除了电化学和化学反应外,一些物理因素也可能加速金属的腐蚀,如磨损、冲击和高温等。
二、金属腐蚀的分类根据金属腐蚀的不同机制,可以将其分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。
1. 化学腐蚀:化学腐蚀是指金属与介质中的物质发生直接的化学反应。
常见的化学腐蚀有酸腐蚀、碱腐蚀和氧化腐蚀等。
例如,金属在酸性环境中会与氢离子发生反应产生氢气,造成金属的腐蚀。
2. 电化学腐蚀:电化学腐蚀是指金属与电解质溶液中物质发生电化学反应,形成阳极和阴极电池导致金属腐蚀的过程。
电化学腐蚀常见的类型有腐蚀、热蚀和应力腐蚀等。
三、金属腐蚀的防护方法为了延长金属的寿命和保护其功能,人们采取了多种防护措施来抵御金属腐蚀。
以下介绍几种常用的金属腐蚀防护方法:1. 金属涂层:金属涂层是在金属表面覆盖一层具有防腐蚀性能的物质,如油漆或涂层。
金属涂层可以形成物理屏障,阻止金属与外界介质的接触,从而防止腐蚀的发生。
2. 电镀:电镀是将金属浸入含有金属离子的溶液中,通过电解反应使金属表面形成一层均匀的金属膜。
电镀可以提供额外的保护层,有效防止金属腐蚀。
3. 阳极保护:阳极保护是利用附加阳极电流或阴极保护剂来构建金属电池,在阴极处形成保护电位,从而减缓金属的腐蚀速度。
高中化学选修一第三章知识点总结
高中化学选修一第三章知识点总结一、合金。
1. 定义。
- 由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
2. 性能特点。
- 硬度:一般比它的各成分金属的硬度大。
例如,纯铝较软,而硬铝(含铜、镁、锰等)是制造飞机和宇宙飞船的理想材料,硬度比纯铝大得多。
- 熔点:一般比它的各成分金属的熔点低。
如保险丝是由铋、铅、锡、镉等金属组成的合金,其熔点比这些金属都低,在电流过大时能及时熔断,起到保护电路的作用。
二、金属的腐蚀和防护。
1. 金属腐蚀的本质。
- 金属原子失去电子变成金属阳离子,即M - ne^-→ M^n +。
2. 金属腐蚀的类型。
- 化学腐蚀。
- 定义:金属跟接触到的物质(如O_2、Cl_2、SO_2等)直接发生化学反应而引起的腐蚀。
- 特点:反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
例如,铁与氯气直接反应2Fe + 3Cl_2 = 2FeCl_3,铁被腐蚀。
- 电化学腐蚀。
- 定义: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的腐蚀。
- 吸氧腐蚀(以钢铁为例)- 正极反应:O_2+2H_2O + 4e^-=4OH^-。
- 负极反应:Fe - 2e^- = Fe^2 +。
- 总反应:2Fe+O_2 + 2H_2O = 2Fe(OH)_2,后续Fe(OH)_2还会被氧化为Fe(OH)_3,Fe(OH)_3分解为Fe_2O_3· xH_2O(铁锈的主要成分)。
- 析氢腐蚀(酸性较强条件下,以钢铁为例)- 正极反应:2H^++2e^- = H_2↑。
- 负极反应:Fe - 2e^- = Fe^2 +。
- 总反应:Fe + 2H^+=Fe^2 ++H_2↑。
3. 金属的防护。
- 改变金属的内部结构。
- 例如,把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢,就大大地增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。
- 覆盖保护层。
- 在金属表面覆盖一层保护膜,使金属与周围具有腐蚀性的气体或电解质溶液隔离。
金属的腐蚀与防护
化学腐蚀
在外界环境中的水蒸气、酸碱等物质影响下,金属表面发生氧化还原反应,形成氧化物或其他化合物。例如,当铁暴露于氧和水中时,会形成铁锈(Fe₂O₃·nH₂O),这是一种典型的化学腐蚀现象。
电化学腐蚀
在一定条件下,例如在电解质溶液中,不同电位造成的电流分布变化,会导致金属表面上出现阳极区和阴极区。在阳极区,金属发生氧化反应而溶解,释放出电子;在阴极区,则发生还原反应,这一过程是通过离子在溶液中传递形成闭合回路,从而加剧了金属的整体损失。
三、影响金属腐蚀因素
影响木材及其抗风雨能力的重要因素有很多,包括:
环境湿度
高湿度会加速空气中的氧气、水分与金属的接触,加快氧化反应。因此,在潮湿环境下,金属更易受到腐蚀。
温度
氧化反应通常随着温度升高而境下金属更容易发生严重腐蚀。
pH值
环境中的酸碱程度直接影响着局部区域的电极电位。不同pH值下的介质对不同类型的金属具有不同程度的侵害。例如,低pH值(酸性环境)往往对铁等铸铁材料具有较强的侵袭性。
电化学腐蚀
电化学腐蚀是由于电流在金属表面产生的不均匀分布而导致的。比如,当金属与不同电位的金属连接时,低电位部分会被加速腐蚀。
生物腐蚀
这种腐蚀是由微生物造成的,尤其是在水体中生活的微生物,会通过其代谢过程改变周围环境,从而促进了金属的腐蚀过程。生物膜或污垢层常常在这种情况下形成,进一步加速了腐蚀。
二、金属腐蚀机制
金属的腐蚀与防护
金属腐蚀是指金属在环境的作用下,发生化学或电化学反应,导致其物理和化学性能劣化的过程。腐蚀不仅削弱了金属材料的强度、韧性,还可能引发结构失效,造成巨大的经济损失和安全隐患。因此,了解金属腐蚀的原理和机制,以及实施有效的防护措施,对于延长金属构件的使用寿命,提高工程安全性具有重要意义。
金属的腐蚀和防护(基础知识+经典题型)
金属的腐蚀与防护一、金属的腐蚀1、金属的腐蚀是金属与周围的气体或者液体物质发生而引起损耗的现象。
一般可分为腐蚀和腐蚀。
(1)化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体(如、、等)或非电解质液体(如)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
如:钢管被原油中的腐蚀,温度越高,化学腐蚀越。
(2)电化学腐蚀:不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生反应,的金属失去电子而被。
如在潮湿的空气中生锈。
两种腐蚀往往发生,但腐蚀更普遍,速度更快,危害更严重。
电化学腐蚀(以钢铁为例)(1)析氢腐蚀(酸性较强的溶液)负极: 正极:总方程式:(2)吸氧腐蚀(中性或极弱的酸性或碱性溶液)负极: 正极:总方程式:Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用:2、影响金属腐蚀快慢的因素内因:(1)金属的活动性:金属越,越容易被腐蚀(2)纯度:不纯的金属比纯金属腐蚀,如纯铁比钢腐蚀。
电化学腐蚀:两电极活动性差别越大,氧化还原反应速率越,活泼金属被腐蚀得越快。
(3)氧化膜:如果金属被氧化形成致密的氧化膜,那么会保护内层金属,如、如果金属被氧化形成疏松的氧化膜,那么不会保护内层金属,如外因:介质:环境(腐蚀性气体,电解质溶液)金属腐蚀的快慢比较:电解池阳极原电池负极化学腐蚀原电池正极电解池阴极。
二、金属的防护(1)牺牲的保护法(被保护金属作为原电池的极)(2)外加电流的保护法(被保护金属作为电解池的极)(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1.(2010·北京理综,6)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时,钢管不易被腐蚀D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-3e-===Fe3+2.下列叙述正确的是()①锌跟稀硫酸反应制取氢气,加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率②镀层破损后,白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀③电镀时,应把镀件置于电解槽的阴极④冶炼铝时,把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe 2O 3·nH 2OA .①②③④⑤B .①③④⑤C .①③⑤D .②④3.以下现象与电化腐蚀无关的是 ( )A .黄铜(铜锌)制作的铜锣不易产生铜绿B .生铁比纯铁易生锈C .铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈D .银质奖牌久置后表面变暗4.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )A .纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B .当镀锡铁制品的镀层破损时,镶层仍能对铁制品起保护作用C .在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D .可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀5.关于金属腐蚀的如下各叙述中,正确的是( )A .金属被腐蚀的本质是:M+n H 2O=M(OH)n +2n H 2↑ B .马口铁(锡铁)镀层破损后被腐蚀时,首先是镀层被氧化C .金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D .常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀6.(2011·北京理综,8)结合下图判断,下列叙述正确的是( )A .Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护B .Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe -2e -===Fe 2+C .Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O 2+2H 2O +4e -===4OH -D .Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量NaOH 溶液,均有红褐色沉淀生成7.(2011·山东理综,15)以KCl 和ZnCl 2混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是( )A .未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该原电池的充电过程B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率D.镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用8.(2011·泰州高二调研)有关如图装置的叙述不正确的是( )A.这是电解NaOH溶液的装置B.该装置中Pt为正极,电极反应为:O2+2H2O+4e-===4OH-C.该装置中Fe为负极,电极反应为:Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2D.这是一个原电池装置9.(2011·浙江理综,10)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如右图所示。
金属腐蚀与防护知识重点
⾦属腐蚀与防护知识重点⾦属腐蚀与防护知识重点⾦属腐蚀、⾼温氧化、吸氧腐蚀、析氢腐蚀、极化、碱脆、阴极保护、缓蚀剂、阳极极化1. ΔGθ值愈负,则该⾦属的氧化物愈稳定,即图中线的位置愈低,它所代表的氧化物就愈稳定。
同时它还可以预测⼀种⾦属还原另⼀种⾦属氧化物的可能性。
2.n型半导体是⾦属过剩型氧化物,⼜称为还原性半导体;P型半导体⼜称为氧化型半导体,这类氧化物主要是通过电⼦空⽳的迁移⽽导电的。
3. 氧化动⼒学规律取决于氧化温度、时间、氧的压⼒、⾦属表⾯状况以及预处理条件(它决定于合⾦的组织),同⼀⾦属在不同条件下,或同⼀条件下不同⾦属的氧化规律往往是不同的。
4. ⾦属氧化的动⼒学曲线⼤体上可分为直线、抛物线、⽴⽅、对数及反对数规律五类,其中符合氧化反应的抛物线速度规律表明氧化膜具有保护性。
5. 在腐蚀学⾥,通常规定电位较低的电极为阳极,电位较⾼的电极为阴极。
6. 腐蚀电池与原电池的区别:原电池是能够把化学能转变为电能,作出有⽤功的装置;⽽腐蚀电池是只能导致⾦属破坏⽽不能对外作有⽤功的短路电池。
7.阳极极化时电极的电位向正的⽅向移动,产⽣极化的原因有活化极化、浓差极化、电阻极化等。
8.阴极极化时电极电位向负的⽅向移动,产⽣极化的原因是阴极活化极化、阴极浓差极化。
在实践中,阴极浓差极化⽐阳极极化重要得多。
9. 凡是能消除或抑制原电池阳极或阴极极化过程的均叫作去极化。
最重要最常见的两种阴极去极化反应是:氢离⼦和氧⽓分⼦阴极还原反应。
10. 锌、铁等⾦属及其合⾦在海⽔、潮湿⼤⽓、⼟壤和中性盐溶液中的腐蚀,其阴极过程主要是氧去极化反应。
11. 在酸性介质中⼀般电位负的⾦属如Fe、Zn等均能发⽣氢去极化腐蚀,电位更负的⾦属Mg及其合⾦在⽔中或中性盐溶液中也能发⽣此腐蚀。
12. 引起⾦属钝化的因素有化学及电化学两种。
前者引起的钝化,⼀般是由强氧化剂引起的;后者是指外加电流的阳极极化产⽣的钝化。
13. 某些活性的阴离⼦,如SCN—、卤素离⼦C1—等对钝化膜的破坏作⽤最⼤。
高三化学金属腐蚀与防护知识点
高三化学金属腐蚀与防护知识点在我们日常生活中,金属腐蚀是一个比较常见的现象。
金属腐蚀不仅会影响金属的外观美观,还会导致材料性能的下降甚至失效。
因此,了解金属腐蚀的原因以及采取相应的防护措施显得非常重要。
首先,我们需要了解金属腐蚀的原因。
金属腐蚀是指金属在特定的环境条件下与其它物质发生化学反应而导致的金属表面的破坏现象。
金属腐蚀的主要原因有氧化、软化和电化学腐蚀。
其中,氧化腐蚀是指金属与氧气反应产生的氧化物导致的表面腐蚀。
例如,铁与氧气反应生成的铁锈就是一种氧化腐蚀的例子。
软化腐蚀则是指金属在高温和高湿度环境中,由于金属晶界处金属原子的迁移而导致的破坏。
电化学腐蚀是指金属与电解质溶液中的离子发生化学反应而导致的腐蚀,常见的电化学腐蚀有酸性腐蚀和碱性腐蚀。
为了防止金属腐蚀,我们可以采取一些防护措施。
首先,常见的物理防护方法有使用不容易腐蚀的金属来替代易腐蚀的金属、使用涂层材料对金属进行包覆以阻隔与环境的接触、通过改变金属的形状或者表面处理来增加金属的耐蚀性等。
例如,为了防止铁锈的产生,可以使用镀锌的铁制品或者不锈钢制品代替普通的铁制品。
其次,化学防护方法包括对金属表面进行化学处理以增加其耐蚀性,例如,通过电镀、热浸镀、化学镀等方法来形成一层抑制腐蚀的保护层。
此外,电化学方法也是一种常见的防护手段,例如,通过阳极保护、阴极保护等方法来减缓金属的腐蚀速度。
除了以上的防护措施,金属腐蚀的预防也与环境因素密切相关。
例如,要尽量保持金属表面干燥,避免长时间暴露在潮湿的环境中。
此外,注意控制金属表面的温度和暴露时间,以防止软化腐蚀的发生。
另外,合理使用和储存金属材料也是防止金属腐蚀的重要措施。
比如,在储存金属制品时,要注意不要与腐蚀性物质接触,以免引发腐蚀反应。
总之,金属腐蚀是一个我们应该重视的问题,在工农业生产和日常生活中都有广泛应用。
了解金属腐蚀的原因以及采取相应的防护措施,可以延长金属材料的使用寿命,减少资源浪费。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀是指金属与其周围环境中的化学物质相互作用,导致金属表面发生氧化、腐蚀或损坏的过程。
金属的腐蚀主要由以下几种因素引起:
1. 氧气:金属与氧气相结合形成氧化物,如铁与氧气结合
形成铁锈。
2. 湿度:水分可以加速金属的腐蚀过程,称为湿氧腐蚀。
3. 酸碱物质:酸、碱等具有腐蚀性的物质可以对金属表面
造成损坏。
4. 盐水:海水等盐性溶液中的离子对金属具有强腐蚀性。
为了防止金属的腐蚀,常采用以下几种防护方法:
1. 金属涂层:在金属表面涂覆一层耐腐蚀的涂层,如漆、
涂料、金属镀层等。
涂层可以隔离金属与环境的接触,起
到防腐蚀的作用。
2. 阳极保护:在金属表面放置一个更容易被腐蚀的金属,
使其成为阴极,从而保护金属不受腐蚀。
例如,在铁制品
上涂层锌,形成镀锌钢。
3. 防蚀剂:使用含有防腐剂的溶液或涂料处理金属表面,
形成保护膜,起到阻止腐蚀的作用。
4. 优化设计:合理设计金属结构,减少金属表面积暴露在
腐蚀介质中,避免暴露在高湿度或腐蚀性环境中。
需要注意的是,不同金属在不同环境下的抗腐蚀性能各异,因此在选择防护方法时需考虑具体情况,并根据金属的特
性和所处环境进行合理的腐蚀防护措施。
金属的腐蚀与防护知识点总结
金属的腐蚀与防护知识点总结第三单元金属的腐蚀与防护知能定位1.了解金属腐蚀的缘故,能辨不金属发生腐蚀的类型。
2.了解金属电化学腐蚀的缘故及反应原理。
3.了解金属防护的普通办法及金属的电化学防护的原理。
情景切入铁生锈的现象随处可见,为啥铁在潮湿的环境中容易生锈?采取啥措施能够防止铁生锈呢?自主研习一、金属的电化学腐蚀1.金属腐蚀(1)定义金属或合金与身边环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
(2)实质金属失去电子被氧化。
(3)类型①化学腐蚀:指金属与其他物质直截了当接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。
腐蚀过程中无电流产生。
②电化学腐蚀:指别纯的金属或合金发生原电池反应,使较爽朗的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。
2.电化学腐蚀(1)吸氧腐蚀:钢铁表面吸附的水膜酸性非常弱或呈中性时,氧气参加电极反应,发生吸氧腐蚀。
负极: 2Fe==4e-+2Fe2+;正极: 2H2O+O2+4e-==4OH-;总反应: 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH) 2。
最后生成铁锈(要紧成分为Fe2O3·xH2O),反应如下:4Fe(OH) 2+O2+2H2O==4Fe(OH) 3;2Fe(OH) 3==Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O。
(2)析氢腐蚀:金属表面的电解质溶液酸性较强,腐蚀过程中别断有H2放出。
负极: Fe==Fe2++2e-;正极: 2H++2e-==H2↑;总反应:Fe+2H+==Fe2++H2↑。
二、金属的电化学防护1.金属的防护(1)本质:阻挠金属发生氧化反应。
(2)办法①改变金属内部结构,如制成合金等。
②加防护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。
③电化学防护2.电化学防护(1)牺牲阳极的阴极爱护法将被爱护金属与比其更爽朗的金属连接在一起,更爽朗的金属作阳极(负极)被腐蚀,作为阴极(正极)的金属被爱护。
(2)外加电流的阴极爱护法(原理如图)课堂师生互动类型析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件水膜酸性较强水膜酸性较弱电解质溶液溶有CO2的水溶t液溶有O2的水溶液负极反应Fe-2e-==Fe2+正极反应2H++2e-==H2↑O2+2H2O+4e-==4OH-电子怎么流淌形成电通路Fe失2e-,成为Fe2+进入溶液,Fe失去的e-流入C极,H+趋向于C极,与C极上的e-结合成H2析出溶液Fe失2e-成为Fe2+进入溶液,Fe失去的e-流入C极,在C极O2获得e-成为OH-进入溶液其他反应及产物Fe2++2OH-==Fe(OH) 22Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3;2Fe(OH)3==Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O普遍性吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍考例1(2009·北京卷,6)下列叙述别正确的是()A..铁表面镀锌,铁作阳极B.船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:O2+2H2O+4e--==4OH-D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应:2Cl--2e-==Cl2↑解析:本题要紧考查电化学知识,只要掌握原电池和电解的原理就能作答,A项中锌作阳极,B项锌作负极,铁被爱护,C、D基本上正确的。
金属的腐蚀与防护知识点总结
金属的腐蚀与防护知识点总结
金属的腐蚀与防护是材料科学和工程中的一个重要领域。
以下是几个关键的知识点总结:
1. 金属腐蚀的类型:金属腐蚀可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀两种类型。
电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中发生的氧化还原反应,其中金属被氧化为阳离子,而电子被转移到其他位置。
化学腐蚀是指金属与非电解质溶液或气体发生的化学反应。
2. 腐蚀的影响因素:金属腐蚀受到多种因素的影响,包括环境因素(如湿度、温度、酸碱度等)、金属的物理和化学性质、金属表面的处理状态以及金属与其他材料的接触等。
3. 常见的金属腐蚀防护方法:为了保护金属不被腐蚀,可以采取以下几种防护方法:
- 使用防腐涂层:如喷涂或浸涂一层防腐漆、涂覆一层防腐薄膜等。
- 电化学防护:如电镀、阳极保护等。
- 使用金属合金:将易腐蚀的金属与其他金属或非金属元素进行合金化,提高材料的抗腐蚀性能。
- 表面处理:如酸洗、磷化、镀铬等,改变金属表面的化学性质和形貌,增加其抗腐蚀性能。
- 使用缓蚀剂:添加一定量的缓蚀剂到腐蚀介质中,减缓金属的腐蚀速率。
4. 腐蚀监测与评估:对于一些重要的金属构件,需要进行腐蚀监测与评估,以及时发现和处理潜在的腐蚀问题。
常用的方法包括金属损失测量、电化学测试(如极化曲线法、电化学阻抗谱法等)和无损检测技术(如超声波检测、X射线检测等)。
总之,了解金属腐蚀的类型、影响因素以及常见的防护方法是保护金属材料的关键。
通过合理的防护措施和监测评估,可以延长金属构件的使用寿命,减少损失和事故的发生。
考点三 金属的腐蚀与防护
考点三 金属的腐蚀与防护1 金属的腐蚀(1)概念:金属的腐蚀是指金属或合金跟周围接触到的化学物质发生化学反应而腐蚀损耗的过程。
(2)本质:金属失去电子而被损耗,M -n e -===M n +(M 表示金属),发生氧化反应。
(3)类型①化学腐蚀与电化学腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析:22233232x )H 2O 。
2 金属的防护方法 (1)改变金属的内部组织结构例如把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢,就大大增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。
(2)在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖致密的保护层,从而使金属制品跟周围物质隔离开来,这是一种普遍采用的防护方法。
(3)电化学防护法1.思维辨析(1)所有金属纯度越大,越不易被腐蚀。
( )(2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样。
( )(3)干燥环境下金属不被腐蚀。
( )(4)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。
( )(5)钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电子生成Fe3+。
( )(6)在金属表面覆盖保护层,若保护层破损后,就完全失去了对金属的保护作用。
( )(7)外加电流的阴极保护法,构成了电解池;牺牲阳极的阴极保护法构成了原电池。
二者均能有效地保护金属不容易被腐蚀。
( )答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√2.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。
下列有关说法错误的是 ( )A.d为石墨,铁片腐蚀加快B.d为石墨,石墨上电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-C.d为锌块,铁片不易被腐蚀D.d为锌块,铁片上电极反应为2H++2e-===H2↑答案 D解析d为石墨,则铁片作负极,铁片腐蚀加快,A选项正确;d为石墨,则铁片发生吸氧腐蚀,石墨作正极,正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,B选项正确;d为锌块,锌比铁活泼,锌块作负极,铁片作正极被保护起来,不易被腐蚀,C选项正确;d为锌块,铁片上的电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,D选项错误。
高一化学《合金 金属的腐蚀和防护》知识点总结+典例解析
合金、金属的腐蚀和防护【学习目标】1、认识合金与金属在性能上的主要差异及其原因;2、明白生活中常见合金的组成及性能,了解新型合金的用途;ﻫ3、能描述金属腐蚀的化学原理;4、明白金属防护的常用方法,认识防止金属腐蚀的重要意义。
【要点梳理】要点一、认识合金1、概念由两种或两种以上金属(或与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
要点诠释:(1)目前制得的纯金属只有80多种,但制得的合金已达数千种。
(2)青铜是人类历史上使用最早的合金,钢是目前生产、使用量最大的合金。
2、合金的特点ﻫ(1)一般情况下,合金比纯金属硬度大、更坚硬。
(2)多数合金的熔点一般比各成分金属的低。
(3)一般来说,合金的性质并不是各成分的性质的总和,合金具有良好的物理、化学和机械的性能、ﻫ(4)合金的性能能够通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。
要点诠释:(1)合金属于混合物,但合金有固定的熔点。
(2)合金在许多方面优于各成分金属、因此,合金在工业上的用途比纯金属更广。
我们日常所见的金属制品均为合金,纯金属平常不多见、3、合金的性能与结构的关系如下图所示,纯金属和合金的结构并不相同,在纯金属内,所有原子的大小和形状都是相同的,原子的排列十分规整,而合金内加入了其他元素或大或小的原子,改变了金属原子有规则的层状排列,使原子层之间的相对滑动变得困难,更难于延展和压缩,同时原子之间的相互作用力减小,因此,多数合金的熔点一般比各成分金属的低。
要点诠释:合金既不是纯金属,也不是纯净的金属单质,它是一类特别的混合物,它有金属的特性,每一种合金都有自己固定的熔点,被称为金属熔合物、“熔合”的意义有两层,一是合金一般是在高温条件下形成的;二是合金的形成是一种特别的过程,既不是物理变化,如金属的焊接,也不是简单的化学变化,如金属与非金属形成盐的化合反应、要点二、常见的合金1、铁合金铁合金的分类:要点诠释:(1)生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金。
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知识点总结三·金属的腐蚀与防护
知识点1·金属的腐蚀
1. 金属腐蚀的概念
(1)金属的腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
(2)金属腐蚀的实质:金属原子失去电子被氧化的过程,M -ne - === M n+(M 表示金属) (3)金属腐蚀的类型:化学腐蚀和电化学腐蚀
表1 化学腐蚀与电化学腐蚀
2. (1)化学腐蚀:4Fe + 3O 2 + 2nH 2O === 2Fe 2O 3·nH 2O (2)电化学腐蚀:吸氧腐蚀和析氢腐蚀
① 吸氧腐蚀
通常情况下,在潮湿的空气中,钢铁的表面凝结了一层溶有氧气的水膜,这层水膜、铁和铁中存在少量碳单质形成了无数微小的原电池。
这些微小的原电池遍布钢铁表面。
当周围环境呈若酸性或中性时,发生“吸氧腐蚀”。
负极: ; 正极: 。
总反应: 。
上述电化学腐蚀中吸收氧气,故称为吸氧腐蚀。
② 析氢腐蚀
当钢铁表面水膜呈较强的酸性时,正极析出氢气发生“析氢腐蚀” 负极: ; 正极: 。
总反应: 。
上述电化学腐蚀会生成氢气,故称为析氢腐蚀。
(3)铁锈的生成
铁锈的主要成分:Fe 2O 3·nH 2O
钢铁在中性或弱酸性条件下发生吸氧腐蚀后,生成的氢氧化亚铁会进一步被O 2氧化,生成氢氧化铁,氢氧化铁部分脱水生成Fe 2O 3·nH 2O (铁锈的主要成分)。
主要的化学方程式: 4Fe(OH)2+ 2H 2O+O 2==4Fe(OH)3
2Fe(OH)3== Fe 2O 3 · nH 2O+(3-n)H 2O
知识点2·金属的防护
1. 金属防护的原理
金属腐蚀的实质是金属原子失去电子被氧化的过程。
防止金属被腐蚀,就是阻断金属发生氧化反应的途径。
2. 金属防护的常用方法: (1)改变金属组成或结构
如:将铬、镍加入普通钢里制成不锈钢。
(2)在金属表面覆盖保护层
原理:隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。
这样的表面保护常用的方法主要有金属表面涂层保护和镀层保护。
如:在钢铁表面涂上油漆或油脂、覆盖塑料、镀锌等。
(3)电化学防护法
金属的电化学防护是利用电化学原理来保护金属,防止金属腐蚀。
知识点3·金属腐蚀快慢的规律
1. 对同一电解质溶液来说,腐蚀速率的快慢:电解原理引起的腐蚀 > 原电池原理引起的腐蚀 > 化学腐蚀 > 有防腐措施的腐蚀(或者:电解池的阳极 > 原电池负极 > 化学腐蚀 > 原电池正极 > 电解池阴极)
2. 对同一金属来说,在同一溶液中腐蚀速率的快慢:强电解质溶液中 > 若电解质溶液中 > 非电解质溶液中
3. 活动性不同的两种金属,活动性差别越大,腐蚀越快。
4. 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。
5. 纯度越高的金属,腐蚀的速率越慢。
6. 不纯的金属或合金,在潮湿空气中的腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。
防腐措施由好到坏的顺序:
外接电源的阴极保护法 > 牺牲阳极的阴极保护法 > 有一般防腐条件的保护法 > 无防腐条件
补充你的知识点或写出你的疑惑:
化学能与电能的转化·练习题
一、选择题
1. 下列各装置能构成原电池的是()
2.对于原电池的电极名称,叙述错误的()
A. 发生氧化反应的一极为负极
B. 正极为电子流入的一极
C.比较不活泼的金属为负极
D. 电流流出的一极为正极
3. 根据下列事实:① X + Y2+ === X2+ + Y ② Z + 2H2O(冷)=== Z(OH)2 + H2↑ ③Z2+的氧化性比X2+弱④由Y、W两电极组成的原电池电极反应为:W2+ + 2e- === W;Y - 2e- === Y2+。
可知X、Y、W、Z的还原性由强到弱的顺序是()
A.X>Z>Y>W
B. Z>W>X>Y
C. Z>Y>X>W
D. Z>X>Y>W
4. 将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正
确的是()
A. 两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B. 甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C. 两烧杯中溶液的pH均增大
D. 产生气泡的速度甲比乙慢
5. 纯锌跟稀H2SO4反应速率很小,为了加快锌的溶解和放出H2的速率,并且使产生H2的量不变,当稀H2SO4过量时,可向其中加少量()
A.CuSO4溶液
B.CuS固体
C.铜
D.镁条
6. 电瓶车所用电池一般为铅蓄电池,这是一种典型的可充电电池,电池总反应式为:
Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42-2PbSO4 + 2H2O,则下列说法正确的是()
A.放电时:电子流动方向由A到B
B.放电时:正极反应是Pb- 2e- + SO42- === PbSO4
C.充电时:铅蓄电池的负极应与充电器电源的正极相连
D.充电时:阳极反应是PbSO4 - 2e- + 2H2O === PbO2 + SO42- + 4H+
7. 下列有关电解原理的说法不正确的是()
A.电解饱和食盐水时,一般用铁作阳极,碳作阴极
B.电镀时,通常把待镀的金属制品作阴极,把镀层金属作阳极
C.对于冶炼像钠、钙、镁、铝等这样活泼的金属,电解法几乎是唯一可行的工业方法
D.电解精炼铜时,用纯铜板作阴极,粗铜板作阳极
8. 在铁制品上镀上一定厚度的锌层,以下设计方案正确的是()
A.锌用阴极,镀件作阳极,溶液中含有锌离子B.铂作阴极,镀件作阳极,溶液中含有锌离子
C.铁作阳极,镀件作阴极,溶液中含有亚铁离子D.锌作阳极,镀件作阴极,溶液中含有锌离子
9.惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入一定质量的另一物质(中括号内),溶液能与原来溶液完全一样的是()
A.CuCl2[CuCl2溶液] B.AgNO3[Ag2O] C.NaCl[HCl溶液] D.CuSO4[Cu(OH)2]
10. 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. 在排放海水的钢铁阀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负极
11. 以下现象与电化学腐蚀无关的是()
A. 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
B. 生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈
C. 铁制器件附有铜制配件,在接触处易生铁锈
D. 银制奖牌久置后表面变暗
12.下列叙述的方法不正确的是()
A. 金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍
B. 用铝质铆钉铆接铁板,铁板易被腐蚀
C. 钢铁在干燥空气中不易被腐蚀
D. 用牺牲锌块的方法来保护船身
二、非选择题
1. 炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl),第二天便会因腐蚀出现红褐色锈斑。
回答:
(1)铁锅的锈蚀应属于,腐蚀的原因是;
(2)铁锅锈蚀的电极反应式为:
负极:;正极:。
正负电极反应产物会继续发生反应,反应的离子方程式或化学方程式为。
2. 如图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。
将直流电源接通后,F极附近呈红色。
请回答:
(1)B 极是电源的 ,一段时间后,甲中溶液颜色 。
(2)若甲、乙装置中的C 、D 、E 、F 电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为 。
(3)现用丙装置给铜件镀银,则H 应该是 (填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是 溶液。
(4)若将C 电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是 。
答案: 一、选择题
BD 、C 、D 、C 、C 、D 、A 、D 、B 、C 、D 、B 二、非选择题 1.
(1)电化学腐蚀;铁锅材料为铁合金,其中铁和少量碳及NaCl 残液构成原电池; (2)2Fe -4e -=2Fe 2+,2H 2O +O 2+4e -=4OH -,Fe 2++2OH -=Fe(OH)2↓, 4Fe(OH)2+O 2+2H 2O =4Fe(OH)3,2Fe(OH)3+(n -3)H 2O =Fe 2O 3·nH 2O 2.
解析:(1)F 极附近呈红色,说明F 是阴极,E 是阳极,则A 为正极,B 为负极。
甲中因Cu 2+放电使溶液颜色变浅。
丁中Y 极附近颜色变深,说明Fe(OH)3胶粒向阴极移动,即Fe(OH)3胶粒带正电荷。
(2)C 、D 、E 、F 的电极产物分别为O 2、Cu 、Cl 2、H 2,由于电路中通过的电量相等,所以其物质的量之比为1∶2∶2∶2。
(3)乙中溶液pH =13,生成n (NaOH)=0.1 mol·L -1×0.5 L =0.05 mol ,电路中通过的电子的物质的量为0.05 mol ,所以丙中镀件上析出银的质量为0.05 mol ×108 g·mol -1=5.4 g 。
(4)当活泼金属作阳极时,金属先于溶液中的阴离子放电而溶解,故甲中发生反应的离子方程式为Fe +Cu 2+=====电解
Fe 2++Cu 。
答案:(1)负极 逐渐变浅 氢氧化铁胶体粒子带正电荷 (2)1∶2∶2∶2
(3)镀件 AgNO 3 5.4 g 变小
(4)Fe +Cu 2+
=====电解
Cu +Fe 2+。