高中化学选修四第四章第四节.

金属或合金与周围接触到的气体或液体进 行氧化还原反应而引起损耗的现象。
M－ ne－=Mn+（氧化）
2、金属腐蚀的类型（根据“介质”不同）
①化学腐蚀
②电化学腐蚀
①化学腐蚀
金属与接触到的“干燥气体(O2、Cl2、SO2 等）”或“非电解质液体”直接发生化学 反应而引起的腐蚀。
原理：金属与氧化剂直接反应
c
4、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快 到慢的顺序__________________ (5)>(2)>(1)>(3)>(4)
5、下列装置中四块相同的Zn片，放置一 段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是
(4)>(2)>(1)>(3) ________________________
6、分析右图，按要求写出有关反应方
[课堂练习]：
2.钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是( A ) ① Fe由单质转化为+2价； ② Fe由+2价转化为+3价；
③ 产生氢气；④产生氧气； ⑤ 杂质C被氧化除去； ⑥ Fe（OH）3失水变成Fe2O3· 3H2O. A. ① ② ③ ⑥ C. 只有① ③ B. ① ③ ④ D. 全部
3.为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方法是(
B．铝片不用特殊方法保护
C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸
铜溶液后速率加快
D．镀锌铁比镀锡铁耐用
3、家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现 红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的 化学反应是
A.4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓
B.2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2↓
C.2H2O＋O2＋4e－===4OH－
5. 铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易腐 蚀的原因可描述为 ( A ) A. 形成原电池铝作负极 B. 形成原电池时铜作负极 C. 形成原电池时，电流由铝经导线流向铜 D. 铝质铆钉发生了化学腐蚀 6. 以下现象与电化腐蚀无关的是 ( D ) A. 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜锈 B. 生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈 C. 铁质器件附有铜质配件，在接触处易生锈 D. 银质奖牌久置后表面变暗
极金属
• 课堂小结 • 一.金属的腐蚀 1.定义 2.本质 3.分类 • 化学腐蚀 • 电化学腐蚀 • 钢铁的析氢腐蚀(次要) • 钢铁的吸氧腐蚀(主要) • 二.金属的防护 • 1.电化学保护法 • 2.改善金属的内部组织结构(内因) • 3.在金属表面覆盖保护层
1、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由 快到慢的顺序是
金属常用防腐蚀方法的比较
方法 镀塑 涂油漆 镀锡 镀铬 镀锌
防腐效果 差 一般 好 好 很好
价格 便宜 便宜 中等 昂贵 中等
1．解释下列现象：
(1)马口铁(镀Sn铁皮)做的罐头，打开后 为什么极易生锈? (2) 轮船船壳的水线以下部分，为什么 要装上一定数量Zn块? (3)烧过菜的铁锅未及时洗净(残液NaCl)， 第二天便出现红褐色锈斑。
正极： （C） 2H2O+O2+4e－ =4OH－ 总式：2H2O+O2+ 2Fe =2Fe(OH)2
析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例） 析氢腐蚀 条件 电 极 反 应 负 极 吸氧腐蚀(更普遍)
水膜酸性较强 水膜酸性很弱或 （pH＜4.3） 中性
Fe - 2e－= Fe2+
正 2H++2e- =H ↑ O +2H O+4e－ 2 2 2 极 =4OH－
受电解质影响大
三、金属的电化学腐蚀
例如 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀
水 膜
电 解 质 溶 钢铁表面形成的微小原电池示意图 液
负极 ：铁 正极：碳
钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
钢铁在潮湿的空气中发生的电化学腐蚀的原理： 负极（Fe）： Fe—2e— = Fe2+ 正极（C）： 2H++2e— = H2↑ 或2H2O+O2+4e— = 4OH—
程式：
（1）铁棒上的电极反应式为：
_________________________ 2Fe–4e-＝2Fe2+
（2）碳棒上的电极反应式为：
O2+2H2O+4e-＝4OH_________________________
（3）溶液中发生反应的化学方程式：
2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 _________________________ 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 _________________________
思考与交流
讨论自行车的不同构件如链条、 钢圈、支架和齿轮等分别采取了什么 防锈措施？
[交流研讨]
你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗 ?
烤漆 烤蓝 镀铬
涂机油
涂凡士林
镀锌
金属常用防腐蚀方法的比较
方法 镀塑 涂油漆 镀锡 镀铬 镀锌
防腐效果 差 一般 好 好 很好
价格 便宜 便宜 中等 昂贵 中等
2.下列制氢气的反应速率最快的是( C ) A. 纯锌和1mol/L 硫酸 B. 纯锌和18 mol/L 硫酸 C. 粗锌和1mol/L 硫酸 D. 粗锌和18mol/L 硫酸 3.下列叙述中可说明金属甲比乙活泼性强的是( ) A. 甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶 解，甲上有H2气放出； B. 在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多 C. 将甲乙作电极组成原电池时甲是负极 D. 同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强
7．钢铁表面镀有下列金属时，当镀层部分被 破坏时，铁不易被腐蚀的是 ( B ) A．Sn B．Zn C．Cu D．Ag 8. 如图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀 由快到慢的顺序为 ( C )
A.②①③④ C.④②①③
B.④③①② D.③②④①
9.下列事实不能用电化学理论解释的是（CD） A. 轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的 锌块 B．镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用 C. 铝片不用特殊方法保存 D．常温下铝跟稀硫酸快速反应，跟浓硫酸几 乎不反应 10、下列叙述中不正确的是 （ CD ） A、金属的电化腐蚀比化学腐蚀普遍 B、钢铁在干燥空气里不易腐蚀 C、用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀 D、原电池中电子由正极流入负极
金属制品的腐蚀
• 全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失 约达7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然 灾害造成损失总和的6倍。 • 我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值 (GNP)的4%，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢 铁当年产量的25%-30%。 • 金属腐蚀还可能造成环境污染。
二、金属的腐蚀 1、定义:
三、金属的电化学腐蚀
①当电解质溶液的酸性较强时 ——析氢腐蚀
负极： （Fe） Fe－2e－ =Fe2+
正极： （C） 2H+ + 2e－=H2↑
总式： 2H+ + Fe=Fe2++H2 ↑
三、金属的电化学腐蚀 ②当电解质溶液的酸性很弱或中性时
——吸氧腐蚀
负极： （Fe） Fe－2e－ =Fe2+
四、金属的防护
①改变金属的内部结构 ——合金（不锈钢） ②在金属表面覆盖保护层 ——电镀、涂油脂
③电化学防护 利用“原电池”和“电解池”保护
五、金属的电化学防护
e－
正极
e－
阳极
阴 极
—— —— —— —— —— 负极 钢 —— —— —— — —— 闸 门 —— —— —— —— 锌板 海水 —— —— —— — ——
正 利用“原电池原理”保护 极金属 “牺牲阳极的阴极保护法”
五、金属的电化学防护
1、“牺牲阳极的阴极保护法” 正 利用“原电池 原理”保护 属
极金
e－ 阴极
e－
—— —— —— —— —— 阳极 钢 —— —— —— — —— 闸 门 —— —— —— —— 惰性 海水 电极 —— —— —— — ——
例如 钢管被原油中的含硫化合物腐蚀 铁与氯气直接反应
温度对化学腐蚀的影响
一般情况下，温度越高，金属腐蚀越快。
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，较活泼的金属 失去电子而被氧化的反应。 原理： 原电池反应 例如
钢铁在潮湿的空气中被腐蚀
2.金属腐蚀的类型
①化学腐蚀： （干燥气体或非电解质液体） 受温度影响大 ②电化学腐蚀： （电解质液体）
⑸⑵⑴⑶⑷
规律
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：
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
防腐措施由好到坏的顺序如下：
外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的 阴极保护法＞有一般防腐条件保护＞无
防腐条件
2、下列事实不能用电化学理论解释的是 A．轮船水线以下的船壳上装一定数量的 锌块
一.选择题（每小题有1～2个正答案确） 1.下列叙述正确的是 （ D） A、构成原电池正极和负极的材料必须 是两种金属 B、由Cu、Zn作电极与CuSO4溶液组成 的原电池中Cu是负极。 C、马口铁（镀锡铁）破损时与电解质 溶液接触，锡先被腐蚀。 D、铜锌原电池工作时，若有13g锌被溶 解，电路中就有0.4mol电子通过
阴 利用“电解池原理”保护 “外加电流的阴极保护法”
极金属
你还知道哪些防止金属腐蚀 的方法？请举例说明。 制成不锈钢，在金属表面镀一层 比要保护的金属耐腐蚀的金属。
锌块
用牺牲锌块的方法来 保护船身，锌块必须 定期更换
用牺牲镁块的方法来防止 地下钢铁管道的腐蚀，镁 块必须定期更换
外加电流的阴极保护法
AD
)
A、与直流电源负极相连接 B、与直流电源的正极相连接 C、与铜板相连接 D、与锌板相连接 4.下列说法正确的是 （ CD ） A．钢铁因含杂质而容易发生电化腐蚀，所以合 金都不耐腐蚀 B．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 C．钢铁电化腐蚀的两种类型主要区别在于水膜 的pH不同，引起的正极反应不同D．无论哪种 类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化
将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极， 使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴 极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属 设备的腐蚀。
五、金属的电化学防护
1、“牺牲阳极的阴极保护法”
利用“原电池原理”保护正极金属
2、“外加电流的阴极保护法” 阴 电解池 原理”保护 利用“
第四章 电化学基础
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
一、金属腐蚀概述 1、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 2、金属腐蚀的危害性很大
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资 料 金属腐蚀给生产生活带来很多不便，造成了巨 在 线 大的经济损失。
11、下列叙述正确的是 （ BC ） A、原电池中阳离子向负极移动 B、原电池的负极发生氧化反应 C、马口铁（镀锡）的表面一旦破损，铁腐 蚀加快 D、白铁（镀锌）的表面一旦破损，铁腐蚀 加快 12.自来水管与下列材料做成的水龙头连接， 锈蚀最快的铁水管连接的是 （ A ） A、铜水龙头 B、铁水龙头 C、塑料水龙头 D、陶瓷水龙头
D.Fe－3e－===Fe3＋
4、铁棒与石墨棒用导线连接后浸入0.01
mol· L－1的食盐溶液中，可能出现的现象是
A.铁棒附近产生OH－
B.铁棒被腐蚀
C.石墨棒上放出Cl2
D.石墨棒上放出O2
5、表面镀有保护金属层的铁片，当镀层有 破损时比普通铁片更易腐蚀的是 A．白铁（镀锌铁） B．马口铁（镀锡铁） C．镀镍铁 D．镀铜铁
7、盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋
酸铜晶体[(CH3COO)2Cu]，将产生两种 影响生成速率的因素.
其一是： Zn置换出Cu形成了原电池，从而 _______
加快了反应速率 ___ ______
_______,
+与CH COO－结合生成醋酸，使 H 其二是： _______ 3 ___ +浓度减小，从而减慢了反应速率 H _______________________________。
化学腐蚀 条件 现象 本质 关系 金属与氧化 剂直接接触 无电流
电化学腐蚀 不纯金属与电 解质溶液接触
有微电流
较活泼金属被 氧化
金属被氧化
都是金属被氧化（两种腐蚀同时 发生,但以电化腐蚀为主，且快）
思考与交流
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Fe 2 O 3•nH2O）。请问这种腐蚀是化学 腐蚀还是电化学腐蚀?为什么? 解析：属于电化学腐蚀。 因为铁锅是由生铁做成的,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。