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高考化学——电化学腐蚀——讲义 授课主题 电化学腐蚀与防护 1、掌握金属的两种电化学腐蚀和防护方法 教学目的 2、建立电化学计算的思路 3、能够熟练的应用电子得失守恒定律 教学重难点 电极方程式的书写 教学内容 三、本节知识点讲解一 （金属的电化学腐蚀与防护） 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 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 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 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 2）析氢腐蚀与吸氧腐蚀 以钢铁的腐蚀为例进行分析： 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图示 条件 水膜酸性较强 (pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性 电极反 负极 - 2+ Fe- 2e Fe 第 1 页 应 正极 2H ++2e- H 2↑ O2+2H 2O+4e- 4OH- 总反应式 Fe+2H + Fe2++H2 ↑ 2Fe+O2+2H 2O 2Fe(OH) 2 联系 吸氧腐蚀更普遍 铁锈的形成： 4Fe(OH) 2+O 2+2H 2 O 4Fe(OH) 3， 2Fe(OH) 3 Fe2 O3·xH 2O(铁锈 )+(3 - x)H2O。 3．金属腐蚀的防护方法 1）改变金属的内部组织结构 例如把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。 2）在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品跟周围物质隔离开来，这是一种普遍采用的防护方法。 3）电化学防护法 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 依据 原电池原理 电解原理 形成原电池时， 被保护金属作正极 (阴 将被保护的金属与另一附加电极作为电解池的 极)，不反应受到保护； 活泼金属作负 原理 两个极， 使被保护金属作阴极， 在外加直流电的极 (阳极 )，发生反应受到腐蚀，阳极 作用下使阴极得到保护 要定期予以更换 保护一些钢铁设备，如锅炉内壁、船 应用 保护土壤、海水及水中的金属设备体外壳等装上镁合金或锌片 实例 示意图 ①牺牲阳极的阴极保护法 — 原电池原理 a．负极：比被保护金属活泼的金属； b．正极：被保护的金属设备。 第 2 页 ③牺牲阳极的阴极保护法的实验 按如图所示连接好装置，往 Fe 电极区滴入 2 滴黄色 K 2[Fe(CN) 6]( 铁氰化钾 )溶液 (已知 Fe2＋与 [Fe(CN) 6 ]3－ 反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀： 2＋ ＋2[Fe(CN) 6] 3－ ===Fe3[Fe(CN) 6] 2↓ )，可以看到电压表指针发 3Fe 生偏转， Fe 电极上有气泡产生，没有蓝色沉淀生成，说明溶液中不含 Fe2＋ ， Fe 受到保护。 ②外加电流的阴极保护法 — 电解原理 a．阴极：被保护的金属设备； b．阳极：惰性金属或石墨。 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，腐蚀速率越快。 (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。 两种保护方法的比较 外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。 例题解析 第 3 页 1、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 B． ⑤④③①②⑥ C． ⑤④②①③⑥ D． ⑤③②④①⑥ 2、利用如图装置探究铁在海水中的电化学防护，下列说法不正确的是 A ．若 X 为锌棒，开关 K 置于 M 处，可减缓铁的腐蚀 B．若 X 为锌棒，开关 K 置于 M 处，铁电极的反应： Fe-2e - Fe2+ C．若 X 为碳棒，开关 K 置于 N 处，可减缓铁的腐蚀 D．若 X 为碳棒，开关 K 置于 N 处，铁电极的反应： 2H+ - H2↑ +2e 3、利用如图装置进行实验，开始时，左右两管液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法正确的是 A ．左管中 O2 得到电子，右管中 H +得到电子 B．一段时间后，左管液面低于右管液面 C． a、 b 两处具有相同的电极反应式： Fe-3e - Fe3+ D． a 处溶液的 pH 增大， b 处溶液的 pH 减小 4、铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，示意图如图所示。下列说 法不正确的是 第 4 页 ．因铁的金属性比铜强，所以铁铆钉被氧化而腐蚀 ．若水膜中溶解了 SO2，则铁铆钉腐