第20讲金属的腐蚀与防护1.化学腐蚀和电化学腐蚀的比较2.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀3.金属的防护金属的防护以电化学防腐为主,一般采用⑥牺牲阳极的阴极保护法和⑦外加电流的阴极保护法两种方法。此外通过把金属制成⑧合金,或采用电镀、涂油漆、油脂等方法,也可以防止金属腐蚀。自测1判断正误,正确的划“√”,错误的划“✕”。(1)验证铁的吸氧腐蚀,可以将铁钉放入试管中,用盐酸浸没()(2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样()(3)钢铁水闸可用牺牲阳极的阴极保护法或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀 ()(4)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物 ()(5)钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电子生成Fe3+ ()(6)在金属表面覆盖保护层,若保护层破损后,就完全失去了对金属的保护作用 ()(7)外加电流的阴极保护法利用了电解原理;牺牲阳极的阴极保护法利用了原电池原理,二者均能有效地保护金属不容易被腐蚀 ()(8) 观察铁的吸氧腐蚀()自测2在日常生产和生活中,钢铁制品比铜制品更普遍,钢铁的腐蚀原理更需要了解。试叙述钢铁生锈的主要过程。答案(1)吸氧腐蚀负极:2Fe-4e- 2Fe2+正极:O2+2H2O+4e- 4OH-原电池反应:2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2(2)Fe(OH)2被氧化:4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。(3)Fe(OH)3分解形成铁锈:2Fe(OH)3 Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O。考点突破1.影响金属腐蚀速率的因素(1)与构成原电池的材料有关,两极材料的活泼性差别越大,电动势越大,氧化还原反应的速率越快,较活泼金属被腐蚀的速率就越快。(2)与金属所接触的溶液的性质有关,活泼金属在电解质溶液中的腐蚀速率快于在非电解质溶液中的腐蚀速率,在强电解质溶液中的腐蚀速率快于在弱电解质溶液中的腐蚀速率。一般可用下列原则判断:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀2.金属的防护(1)在金属表面覆盖保护层a.涂油脂、油漆等;b.镀抗腐蚀金属——电镀、热镀、喷镀法;c.用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜,如烤蓝。(2)改变金属内部组成、结构而增强抗腐蚀能力,如制成合金。(3)电化学防护a.牺牲阳极的阴极保护法:形成原电池时,让被保护金属作正极(此处称为阴极),不发生反应而被保护;较活泼金属作负极(此处称为阳极),发生反应而被腐蚀。b.外加电流的阴极保护法:将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两极,使被保护的金属作阴极,在外加直流电的作用下使其得到保护。典例1下列铁制品(铁钉或钢铁管道)易被腐蚀的是 ()答案DA项,为外加电流的阴极保护法,铁为阴极,被保护;B项,为牺牲阳极的阴极保护法,钢铁输水管为正极,被保护;C项,锌比铁活泼,形成原电池时,铁为正极,被保护;D项,铁的金属活动性比铜强,形成原电池时,铁为负极,易被腐蚀。1-1相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是 () 答案CA项,铁、铜、食醋构成原电池,铁作负极,发生析氢腐蚀;B项,铁、碳、食盐水构成原电池,铁为负极,发生吸氧腐蚀;C项,铁球外镀有保护层铜,铁不易被腐蚀;D项,铁钉、铜板、酸雨构成原电池,铁为负极,发生析氢腐蚀。1-2下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 () A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重B.图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大D.图d中,若金属A为铜块,则可以减缓钢铁的腐蚀速率答案BA项,因液面处氧气的浓度大且与海水接触,故在液面处铁棒腐蚀最严重;C项,接通开关后形成原电池,Zn的腐蚀速率增大,H+在Pt电极上放电产生H2;D项,连接的金属A应比铁的活泼性强,如Zn。1-3(2018北京朝阳期末)全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界年产量的十分之一。一种钢铁锈蚀原理示意图如下,下列说法不正确的是 () A.缺氧区:Fe-2e- Fe2+B.富氧区:O2+2H2O+4e- 4OH-C.Fe失去的电子通过电解质溶液传递给O2D.隔绝氧气或电解质溶液均可有效防止铁生锈答案CC项,电子不能通过电解质溶液传递。1-4(2018北京海淀期末)下列说法不正确的是 ()A.加热鸡蛋、肉类,可使其中的蛋白质变性B.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]用于净水是因为它有氧化性C.将海水中钢闸门连接电源负极可防止其被腐蚀D.碳酸氢钠、氢氧化铝可用于治疗胃酸过多答案BA项,鸡蛋、肉类主要成分是蛋白质,加热可以使蛋白质变性;B项,明矾净水的原理是Al3+水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体具有吸附性,可以吸附水中