金属的腐蚀和防护 PPT课件

【解析】 液滴边缘O2多，在碳粒上发生正极 反应O2+2H2O+4e-===4OH-。液滴下的Fe发生负极 反应，Fe-2e-===Fe2+，为腐蚀区(a)。A错误，Cl-
由b区向a区迁移；B正确；C错误，液滴下的Fe因
发生氧化反应而被腐蚀。D错误，Cu更稳定，作
正极，反应为O2+2H2O+4e-===4OH-。
1.(2011·浙江卷)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周中心区(a)已 被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图 所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比 边缘少。下列说法正确的是( )
A．液滴中的Cl-由a区向b区迁移 B．液滴边缘是正极区，发生的电 极反应为：O2+2H2O+4e-===4OHC．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的 Fe2+由a区向b区迁移，与b区的OH-形成Fe(OH)2，进 一步氧化、脱水形成铁锈
2Zn+O2+2H2O===2Zn(OH)2
3.下列叙述不正确的是( A ) 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===4OHD.工业上电解饱和和食盐水的阳极反应：2Cl-2e-===Cl2↑
4.下图装置中，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( B ) A．生铁块中的碳是原电池的正极 B．红墨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
第31讲 金属的腐蚀和防护
ຫໍສະໝຸດ Baidu
考点1 金属腐蚀的概念和分类、钢铁的吸 氧腐蚀和析氢腐蚀的原理
化学腐蚀和电化腐蚀的本质区别是有无电 流，即是否能形成原电池。关键一看是纯金属 还是合金或有两种金属相连，二看有无电解质 溶液或水膜。
例1钢铁生锈过程发生如下反应： ①2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2； ②4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3； ③2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O。 下列说法正确的是( A ) A．反应①、②中电子转移数目相等 B．反应①中氧化剂是氧气和水 C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀 D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
+A3lOH22↑；使 生A成lO沉2 淀，
最好是通入CO2，加HNO3的话，沉淀容易溶解。
②阳极是Al发生氧化反应，要生成氧化膜还必须
有 H2O 参 加 ， 故 电 极 反 应 式 为 ： 2Al+3H2O-6e-
===Al2O3+6H+；加入NaHCO3溶液后产生气泡和白
色沉淀，是由于废电解液中含有Al3+，和
②用电镀、热镀、喷镀的方法，在钢铁表面镀 上一层不易被腐蚀的金属； ③用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定 的氧化膜。(表面钝化)。 (3)电化学保护法 ①外加电流的阴极保护法(把被保护的设备与外 接电源的负极相连)
②用电镀、热镀、喷镀的方法，在钢铁表面镀 上一层不易被腐蚀的金属； ③用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定 的氧化膜。(表面钝化)。 (3)电化学保护法 ②牺牲阳极的阴极保护法(被保护的设备与活泼的 金属相连接)
(3)利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。 若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于 __N__处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学 防护法称为__牺__牲__阳__极__保__护__法_____。
【解析】
(1)①冒气泡的原因是Al与NaOH反应了，方程式为：
2Al+2OH-+2H2O===2
淀的原因是__因__为__A_l_3+_和__H__C_O__3 _发__生__了__双__水__解__，___ _A__l3_+_+_3_H__C_O__3 =_=__=_A_l_(O__H_)_3_↓_+_C_O_2_↑___。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用 石墨作阳极的原因是___阳__极__C_u_可__以__发__生__氧__化_ __反__应__生__成__C_u_2_+___。
发
生了双水H解C。O 3
【解析】
(2)电镀时，阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+。 (3)铁被保护，可以是做原电池的负极，或者电 解池的阴极，故若X为碳棒，开关K应置于N处， Fe做阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处， 铁是做负极，称为牺牲阳极保护法。
制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水 电池。在这种电池中( A )
①铝合金是阳极 ②铝合金是负极
③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应
A．②③
B．②④
C．①②
D．①④
7. 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2_A__l+_2_O__H_-_+_2_H_2_O_=__=_=_2_A_l_O_2_+_3_H__2_↑ (用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回 收，最好向槽液中加入下列试剂中的__b___。
蚀，故D项错。
考点2 金属防护的方法和原理
1．金属防护的目的：防止金属被氧化； 2．金属防护的依据：依据金属腐蚀发生的化学原 理和腐蚀的类型来确定防护方法； 3．金属腐蚀的防护方法 (1)改变金属的内部结构(如把钢中加Cr、Ni制成不 锈钢)； (2)在金属表面覆盖保护层以钢铁的防护为例，根 据保护层成分的不同，可分为如下几种： ①在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、 塑料等物质；
1.(2011·浙江卷)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周中心区(a)已 被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图 所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比 边缘少。下列说法正确的是( B )
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁 板 ， 在 铜 铁 接 触 处 滴 加 NaCl 溶 液，则负极发生的电极反应为： Cu-2e-===Cu2+
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
例2 为了探究金属腐蚀的条件和快慢，某课外学习小 组用不同的细金属丝将三根大小相同的纯铁钉分别固 定在如图所示的三个装置中，并将这些装置在相同的 环境中放置相同的一段时间，下列对实验结果的描述 不正确的是( )
A．实验结束时，装置甲左侧的液面一定会下降 B．实验结束时，装置甲一定比装置乙左侧的液 面低
【点评】 本题考查电化学内容中金属吸氧 腐蚀的原理的分析。老知识换新面孔，高考试 题，万变不离其宗，关键的知识内容一定要让 学生自己想懂，而不是死记硬背。学生把难点 真正“消化”了就可以做到一通百通，题目再 怎么变换形式，学生也能回答。
原电池原理在解决能源的利用和金 属材料防腐等问题中应用较广，要学会 运用原电池的反应原理分析社会和生活 中的具体问题。
【解析】 A项中不是金属腐蚀的条件，而 是电化腐蚀的条件，B项中在外加电流的作用 下不是发生原电池腐蚀，即不是电化腐蚀，C 项中钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，但负极是 金属单质失去电子成为金属阳离子(氧化反应)， D项中金属的电化腐蚀和化学腐蚀本质相同， 其主要区别是电化腐蚀伴有电流产生。
6. 茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航 标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研
2. 右图是模拟电化学反应装置图。下列说法正确的是
( D) A.若X为碳棒，开关K置于M 处，可以减缓铁的腐蚀 B.若X为锌，开关K置于N处， 则X极附近溶液的颜色会变黄 色 C.若X为碳棒，开关K置于M处，则铁电极的电极 反应式为：Fe-3e-===Fe3+ D.若X为锌，开关K置于M处，则总反应方程式为：
a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表 面形成氧化膜，阳极电极反应为__2_A_l_+_3_H_2_O_-_6_e_- _ _=_=__=_A_l_2O__3+__6_H_+_____ 。 取 少 量 废 电 解 液 ， 加 入
NaHCO3，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉
【解析】 本题主要考查金属的电化学腐蚀与
防护，①②反应中消耗O2的量相等，两个反应也 仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A 项正确。①中H2O的H、O两元素的化合价没有 变，故不作氧化剂，B项错；铜和钢构成原电池，
腐蚀速度加快，C项错；钢铁是铁和碳的混合物，
在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐
5.下列有关金属腐蚀的说法正确的是( D ) A．金属腐蚀指不纯金属接触到的电解质溶液 进行化学反应而损耗的过程 B．电化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 气最终转化为铁锈 D．金属的电化腐蚀和化学腐蚀本质相同，但 电化腐蚀伴有电流产生
例2 为了探究金属腐蚀的条件和快慢，某课外学习小 组用不同的细金属丝将三根大小相同的纯铁钉分别固 定在如图所示的三个装置中，并将这些装置在相同的 环境中放置相同的一段时间，下列对实验结果的描述 不正确的是( C )
C．实验结束时，铁钉b腐蚀最严重 D．实验结束时，铁钉c几乎没有被腐蚀
【解析】 A中由于HCl和水挥发，装置甲中铁钉 与盐酸酸雾发生置换反应，生成H2，U形管左侧 液面一定会下降；装置乙中铜丝与铁钉、盐酸酸 雾形成原电池，发生析氢腐蚀，加速逸出H2的速 率，在腐蚀初期，装置甲比装置乙左侧液面高， 经足够长时间腐蚀，装置甲中少许铁丝还可以与 酸雾发生置换反应，使装置甲比装置乙左侧液面 低；装置丙中浓硫酸具有吸水性，铁钉在干燥环 境中不能发生腐蚀。