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第三单元 金属的腐蚀与防护
[学习目标定位 ] 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, 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。 2.熟知金属腐蚀的防护方法。
一 金属的腐蚀
1.金属腐蚀
(1)概念:金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
(2)根据与金属接触的气体或液体物质不同,金属腐蚀可分为两类:
①化学腐蚀:金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度
升高而加快。
②电化学腐蚀:不纯的金属或合金发生原电池反应,使较活泼的金属失去电子被氧化而引起
的腐蚀。
(3)用铝制饭盒盛放醋酸,一段时间后,饭盒被腐蚀,该种腐蚀属于化学腐蚀,反应的化学方
程式为 2Al + 6CH 3COOH===2(CH 3COO) 3Al + 3H2↑;若用铝饭盒盛放食盐 ( 含水时 ),一段时
间后,饭盒被腐蚀,这种腐蚀属于电化学腐蚀,反应原理是
( 写电极反应式和总反应式 ) :负
-
===Al 3
+
,正极: O2+ 2H
-
-
, 4Al
+ 3O2+ 6H 2O===4Al(OH) 3。
极: Al - 3e
2O+ 4e ===4OH
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
H2 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: Fe- 2e-===Fe2+;
+
-
正极: 2H
+ 2e ===H2↑;
总反应: Fe+2H + ===Fe2+ + H 2↑。
(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
O2 时,将会发生吸
氧腐蚀。电极反应式及总反应式为
负极: 2Fe- 4e- ===2Fe2 +;
正极: 2H 2O+ O2+ 4e-===4OH - ;
总反应: 2Fe+2H 2O+ O2===2Fe(OH) 2。
最终生成 Fe2O3 ·nH2O,是铁锈的主要成分。
3.金属腐蚀快慢的比较
(1)电解池阳极 >原电池负极 >化学腐蚀 >原电池正极 >电解池阴极。
(2)原电池的腐蚀:两极材料活动性差别越大,腐蚀速率越快。
[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,越容
易失去电子而被腐蚀。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。
[活学活用 ]
1.下列有关金属腐蚀的说法中正确的是 ( )
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
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
答案 D
解析 金属腐蚀的本质,主要是金属原子失电子被氧化,腐蚀的内因是金属的化学性质比较
活泼,外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触,腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐
蚀,所以 A 错误;电化学腐蚀指不纯金属或合金发生原电池反应而损耗的过程,不需要外加
电流,所以 B 错误;钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,正极吸收氧气,而不是负极吸收氧气,
所以 C 错误;只有选项 D 正确。
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 ___________________________________________________ 。
答案 U 形管的 a 端比 b 端液面高,试管内有红褐色物质生成吸氧 2H 2O+ O2+ 4e- ===
-
4OH
4Fe(OH) 2+ O2+ 2H 2O===4Fe(OH) 3
解析 此题考查了铁的吸氧腐蚀, 铁钉腐蚀时吸收试管中的 O2,使压强减小, 左边液面上升,
腐蚀时负极: 2Fe- 4e-===2Fe2+ ,正极:
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