第三单元 金属的腐蚀与防护ppt课件教学实录

金属的电化学腐蚀

【考点精讲】

1. 金属腐蚀的本质

金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。

2. 金属腐蚀的类型

（1）化学腐蚀与电化学腐蚀

类型

条件

现象

本质

联系

你知道会出现什么现象吗？

由于发生了吸氧腐蚀，导管内液面上升。

化学腐蚀

无电流产生

金属被氧化

电化学腐蚀

有微弱电流产生

较活泼金属被氧化

金属跟非金属单质直接接触

不纯金属或合金跟电解质溶液接触

两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍

思考：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入如图所示的具支试管中。

（2）析氢腐蚀与吸氧腐蚀

以钢铁的腐蚀为例进行分析：

类型

条件

电极反应

负极

正极

2H＋2e===H2↑

Fe＋2H===Fe＋H2↑

＋2＋＋－析氢腐蚀

水膜酸性较强

－吸氧腐蚀

水膜酸性很弱或呈中性

Fe－2e===Fe

O2＋2H2O＋4e===4OH

2Fe＋O2＋2H2O===2Fe（OH）2 －－2＋总反应式

铁锈的形成：4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3，

2Fe（OH）3===Fe2O3·xH2O（铁锈）＋（3－x）H2O。

【典例精析】

例题1 相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是（）

1

思路导航：A中，食醋作电解质溶液，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；B中，食盐水作电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；C中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；D中，酸雨作电解质溶液，铁铆钉和铜板分别作负极、正极，形成原电池。

答案：C

例题2 按如图所示装置，进行铁钉被腐蚀的实验，一周后观察（设水不蒸发）。

（1）若试管中液面上升，发生的是__________腐蚀，则正极反应式为

____________________________________________________________，

负极反应式为_______________________________________________。

要顺利完成此实验，所用的电解质溶液可以是________。

（2）若试管中液面下降，发生的是__________腐蚀，正极反应式为_______________，

负极反应式为____________________________________________________。

要顺利完成此实验，所用的电解质溶液可以是______________________________。

思路导航：（1）试管中的液面上升，表明内部压强减小，即发生吸氧腐蚀，故正极反应式为2H2O＋O2＋4e===4OH，负极反应式为Fe－2e===Fe；吸氧腐蚀的电解质溶液是中性或碱性溶液，如氯化钠溶液。（2）试管中的液面下降，表明发生了析氢腐蚀，则正极反应式为2H＋2e===H2↑，负极反应式为Fe－2e===Fe；此时需要酸性电解质溶液，如稀硫酸等。

答案：（1）吸氧 2H2O＋O2＋4e===4OH Fe－2e===Fe氯化钠溶液（或其他合理答案）

（2）析氢 2H＋2e===H2↑ Fe－2e===Fe稀硫酸（或其他合理答案）

例题3 如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4的久置的雨水和生铁片。实验时观察到：开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。下列说法正确的是（）

＋－－2＋－－－2＋＋－－2＋－－－2＋

2

A. 生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应

B. 雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀

C. 红墨水回升时，碳电极反应式为O2＋2H2O＋4e===4OH

D. 具支试管中溶液pH逐渐减小

思路导航：生铁片中的碳是原电池的正极，A错；雨水酸性较强，开始时铁片发生化学腐蚀和析氢腐蚀，产生氢气，导管内液面下降，一段时间后铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面回升，B错；红墨水回升时，铁片发生吸氧腐蚀，碳极为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e===4OH，C对；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管内溶液pH均增大，D错。

答案：C

【总结提升】

判断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。

（2）对同一金属来说，在相同浓度的不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>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，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。

例题如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为（）

－－－－

A. ②①③④⑤⑥ C. ⑤④②①③⑥

B. ⑤④③①②⑥

D. ⑤③②④①⑥

思路导航：①是Fe为负极，杂质碳为正极的原电池腐蚀，是铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢。

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其电极反应式：负极Fe－2e===Fe，正极2H2O＋O2＋4e===4OH。②③④均为原电池，③中Fe为正极，被保护；②④中Fe为负极，均被腐蚀，但Fe和Cu的金属活泼性差别大于Fe和Sn的，故Fe­Cu原电池中Fe被腐蚀得较快。⑤是Fe接电源正极作阳极，Cu接电源负极作阴极的电解腐蚀，加快了Fe的腐蚀。⑥是Fe接电源负极作阴极，Cu接电源正极作阳极的电解腐蚀，防止了Fe的腐蚀。根据以上分析可知铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为⑤>④>②>①>③>⑥。

答案：C －2＋－－

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