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教案 金屬的腐蝕與防腐

金屬的腐蝕與防腐

考點1 了解金屬腐蝕的概念和分類

金屬的腐蝕：金屬單質(zhì)失去電子成為金屬陽離子的過程

化學腐蝕 電化腐蝕

含義 直接與具有腐蝕性的化學物質(zhì)接觸發(fā)生氧化還原反應而消耗的過程。 與 接觸發(fā)生原電池反應而消耗的過程。

發(fā)生的條件 金屬 純金屬或合金 不純金屬或合金

氧化劑 非電解質(zhì)為主(如O2、Cl2、C2H5OH) 電解質(zhì)溶液中的溶質(zhì)

電子得失 金屬直接將電子轉移給有氧化性的物質(zhì) 活潑金屬將電子間接轉移給氧化性較強的物質(zhì)

電流現(xiàn)象 無電流產(chǎn)生 有微電流產(chǎn)生

腐蝕現(xiàn)象 金屬單質(zhì) 較活潑的金屬

相互關系 化學腐蝕與電化腐蝕往往同時存在,以電化腐蝕為主

特別提醒：化學腐蝕和電化腐蝕的本質(zhì)區(qū)別是有無電流，即是否能形成原電池

[例1] (2009廣東省珠海一中等三校第二次聯(lián)考)下列有關金屬腐蝕的說法正確的是

A.金屬腐蝕指不純金屬接觸到的電解質(zhì)溶液進行化學反應而損耗的過程

B.電化腐蝕指在外加電流的作用下不純金屬發(fā)生化學反應而損耗的過程

C.鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕,負極吸收氧氣最終轉化為鐵銹

D.金屬的電化腐蝕和化學腐蝕本質(zhì)相同,但電化腐蝕伴有電流產(chǎn)生

[解析] A項中不是金屬腐蝕的條件，而是電化腐蝕的條件，B項中在外加電流的作用下不是發(fā)生原電池腐蝕，即不是電化腐蝕，C項中鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕,但負極是金屬單質(zhì)失去電子成為金屬陽離子(氧化反應)，D項中金屬的電化腐蝕和化學腐蝕本質(zhì)相同,其主要區(qū)別是電化腐蝕伴有電流產(chǎn)生。

【答案】D。

[規(guī)律總結]判斷金屬的腐蝕是化學腐蝕還是電化腐蝕：(1)首先看金屬：如金屬是純金屬,也不與其它金屬接觸，則發(fā)生的腐蝕可能為 ;若金屬不純或與其它金屬接觸,則發(fā)生的腐蝕為 。(2)其次看接觸的物質(zhì)：如接觸的物質(zhì)是干燥的物質(zhì)、非電解質(zhì)、氣體單質(zhì)等，金屬發(fā)生的腐蝕為化學腐蝕;如接觸的物質(zhì)是電解質(zhì)溶液，則發(fā)生的腐蝕可能為電化腐蝕。

考點2 掌握鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕的原理

1.鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕的比較

吸氧腐蝕 析氫腐蝕

電解液的性質(zhì) 中性或弱酸性 酸性較強

負極反應式 Fe-2e-=Fe2+ Fe-2e-=Fe2+

正極反應式

相互關系 自然現(xiàn)象中吸氧腐蝕和析氫腐蝕通常是同時存在的，為吸氧腐蝕為主

特別提醒：吸氧腐蝕有發(fā)生條件是金屬不純和覆蓋的水膜成中性或很弱酸性

2.金屬腐蝕的一般規(guī)律

(1)在同一電解質(zhì)溶液中， 引起的腐蝕> 引起的腐蝕>化學腐蝕>有防腐措施的腐蝕。

(2)在不同溶液中，金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕>金屬在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕;金屬在強電解質(zhì)溶液中的腐蝕>金屬在弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕。

(3)有保護措施的條件下，無防護條件的腐蝕>有一般防護條件下的腐蝕>犧牲陽極的陰極保護法條件下的腐蝕> 高中數(shù)學;外接電源的陰極保護法條件下的腐蝕。

(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。

(5)由于金屬表面一般不會遇到酸性較強的溶液，故吸氧腐蝕是金屬腐蝕的主要形式，只有在金屬活動性順序表中排在氫以前的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕，而位于氫之后的金屬腐蝕時只能是吸氧腐蝕。

[例2] (08重慶卷)如題圖所示，將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中，再加入含有適量酚酞和NaCl的瓊脂熱溶液，冷卻后形成瓊膠(離子在瓊膠內(nèi)可以移動)，下列敘述正確的是( )

A.a中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色

B.b中鐵釘上發(fā)生還原反應

C.a中銅絲上發(fā)生氧化反應

D.b中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生

[解析] 本題主要考查鋼鐵腐蝕的基本原理a、b均能形成原電池，其中a中Fe作負極：Fe-2e-=Fe2+，發(fā)生氧化反應，Cu作正極發(fā)生還原反應，銅絲附近呈現(xiàn)紅色;B中Al作負極：Al+3e- ===Al3+，發(fā)生氧化反應，而Fe作正極：發(fā)生還原反應。

【答案】B。

考點3了解金屬的防護

金屬的防護目的：防止金屬被氧化

金屬防護的依據(jù)：依據(jù)金屬腐蝕發(fā)生的化學原理和腐蝕的類型來確定防護

金屬腐蝕的防護方法

(1)改變金屬 (如把鋼中加Cr、Ni制成不銹鋼)

(2)在金屬表面

以鋼鐵的防護為例，根據(jù)保護層成分的不同，可分為如下幾種：

①在鋼鐵表面涂礦物性油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等物質(zhì);

②用電鍍、熱鍍、噴鍍的方法，在鋼鐵表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬;

③用化學方法使鋼鐵表面生成一層致密而穩(wěn)定的氧化膜。(表面鈍化)

(3)電化學保護法

① 的陰極保護法(把被保護的設備與外接電源的負極相連)

陰極：被保護金屬，與電源負極相連

電解裝置

陽極：惰性電極，與電源正極相連

② 的陰極保護法(被保護的設備與活潑的金屬相連接)

正極(陰極)：被保護金屬

原電池裝置

負極(陽極)：活潑金屬(比被保護金屬活潑)

[例3] 下列事實不能用電化學理論解釋的是 ( )

A.輪船水線以下的船殼上鑲嵌有一定量的鋅塊

B.鍍鋅的鐵制品比鍍錫的鐵制品耐用

C.鋁片不需要用特殊方法保存

D.鋅跟稀硫酸反應時，滴加少量硫酸銅溶液后，反應速率加快

[解析]金屬的腐蝕分三種情況，一是直接的化學腐蝕，即金屬直接與其他物質(zhì)反應而腐蝕;二是電化學腐蝕，即能形成原電池的化學腐蝕;三是電解時作陽極的金屬的腐蝕。常見的為前二種情況。A項是犧牲鋅塊保護鐵的防腐措施。B項中鍍鋅鐵若鍍層破損后，則鋅為負極，鐵為正極，保護了鐵鍍錫的鐵鍍層破損后，鐵為負極鐵被腐蝕，錫為正極被保護。D項中Zn與CuSO4溶液反應置換出Cu，形成Cu-Zn原電池，比直接的化學反應快。

【答案】 C

[方法技巧]：從形成原電池的基本條件去分析。

參考答案

考點1 了解金屬腐蝕的概念和分類

1. 金屬或合金、不純金屬或合金、電解質(zhì)溶液

2. 化學腐蝕、電化腐蝕

考點2 掌握鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕的原理

1. O2+2H2O+4e-=4OH-;2H++2e-=H2↑

2.電解原理、原電池原理

考點3 了解金屬的防護

1.內(nèi)部結構

2.覆蓋保護層

3. 外加電流、犧牲陽極

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