4.4金属的电化学腐蚀

第四节 金属的电化学腐蚀与防护第一课时 【教学目标】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。

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。

【教学重点、难点】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。

【预备知识】1．根据下列四种电化学装置图，回答下列问题：(1)装置名称：A ，B ，C ，D 。

(2)装置A 中Fe 是极，Zn 是极； 装置D 中Fe 是极，C 是极。

(3)写出各电极反应式：(4)2．回答下列问题：(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程式是；上述两反应过程(填“是”或“不是”)原电池反应。

(2)铁制品在潮湿的环境中比在干燥的环境中易生锈，其原因是【新知识探究】 1．金属腐蚀(1)概念：金属与周围接触到的发生反应而引起损耗的现象。

本质：(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：金属与接触到的燥气体(如O 2、Cl2、SO 2等)或液体(如石油)等直接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：的金属跟溶液接触时，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，一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀属于，反应的化学方程式为；若用铝饭盒盛放食盐(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)：负极：，正极：。

2．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：(1)钢铁的析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，腐蚀过程中有H 2放出。

Fe 是负极，C 是正极。

发生的电极反应式及总反应式为 负极：； 正极：； 总反应：。

(2)钢铁的吸氧腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液呈中性或呈弱酸性并溶有O 2时，将会发生吸氧腐蚀。

电极反应式及总反应式为 负极：； 正极：； 总反应：。

最终生成，是铁锈的主要成分。

【归纳总结】(1)影响金属腐蚀的因素影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。

就金属本性来说，金属越活泼，越而被腐蚀。

介质对金属腐蚀的影响也很大，如果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。

(2)钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较因钢铁表面水膜酸碱性不同，钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀，二者正极反应式不同，但负极反应式相同，都是铁失电子被氧化。

【精讲精练】1．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是()A．金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程B．电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈D．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生2．如图所示，试管中放一铁钉，溶液为氯化钠溶液，数天后观察到的现象有_______________________________________________________。

说明铁钉发生了____腐蚀，其中正极的电极反应式为__________________，溶液中发生反应的化学方程式为__________________________。

3．下图所示的各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是()A．④＞②＞①＞③B．②＞①＞③＞④C．④＞②＞③＞①D．③＞②＞④＞①【小结】【当堂检测】1．关于金属腐蚀的叙述中，正确的是()A．金属被腐蚀的本质是M＋n H2O===M(OH)n＋n2H2↑B．马口铁(镀锡铁)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2．出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。

下列说法不正确的是() A．锡青铜的熔点比纯铜低B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程3.如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。

下列有关描述错误的是()A．生铁块中的碳是原电池的正极B．红墨水水柱两边的液面变为左低右高C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀金属的电化学腐蚀与防护限时训练（一）1．下列事实与电化学腐蚀无关的是()A．光亮的自行车钢圈不易生锈B．黄铜(Cu、Zn合金)制的铜锣不易生锈C．铜、铝电线一般不连接起来作导线D．生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈2．出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。

下列说法不正确的是() A．锡青铜的熔点比纯铜低B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程3．下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的是()A．铁为正极B．碳为正极C．溶液中氢离子浓度不变D．析氢腐蚀在任何溶液中都会发生4．在铁的吸氧腐蚀过程中，下列5种变化可能发生的是()①Fe由＋2价转化成＋3价②O2被还原③产生H2④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·x H2O⑤杂质C被氧化除去A．①②④B．③④C．①②③④D．①②③④⑤5．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。

以下说法正确的是()A．负极发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋B．正极发生的反应为2H2O＋O2＋2e－===4OH－C．原电池是将电能转变为化学能的装置D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀6.如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。

下列有关描述错误的是() A．生铁块中的碳是原电池的正极B．红墨水水柱两边的液面变为左低右高C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀7．下列金属的防护方法不正确的是()A．对健身器材涂油漆以防止生锈B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈C．用牺牲锌块的方法来保护船体D．自行车的钢圈上镀上一层铬防锈8．下列举措不能防止或减缓钢铁腐蚀的是()A．在钢铁制品表面镀一层金属锌B．将钢铁制品放置在潮湿处C．在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构D．将钢铁制品与电源负极相连9．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正极10．镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。

(1)镁与稀硫酸反应的离子方程式为_____________________________________________。

(2)铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为_____________________________________。

(3)在潮湿的空气里，钢铁表面有一层水膜，很容易发生电化学腐蚀。

其中正极的电极反应式为________________________________________________________________________。

(4)在海洋工程上，通常用铝合金(Al-Zn-Cd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：其中负极发生的电极反应为____________________________________________________；在实际应用中，用铝合金而不选用纯铝，纯铝不能很好地起到保护作用，其原因是________________________________________________________________________。

11．如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。

为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)____________；在电化学腐蚀中，负极反应是________________________________________________________________________； 正极反应是_______________________________________________________________； (2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是_________________________________； (3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_______________________________________ (答两种方法)。

12．钢铁工业是国家工业的基础，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。

(1)生产中可用盐酸来除铁锈。

现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式是_________________________________________________。

(2)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀________。

(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。

装置示意图如右：①A 电极对应的金属是________(写元素名称)，B 电极的电极反应式是____________。

②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12 g ，则电镀时电路中通过的电子为________mol 。

③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因：______________________ ________________________________________________________________________。

13．（实验班做）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。

(1)以下为铝材表面处理的一种方法：①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是_______________________________________________________________________________ (用离子方程式表示)。

为将碱洗后槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________(填字母序号)。

a ．NH 3b ．CO 2c ．NaOHd ．HNO 3②以铝材为阳极，在H 2SO 4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极的电极反应式为________________________________________________________________________。