《金属的电化学腐蚀与防护》学案2

约8440字。

第四节　金属的电化学腐蚀与防护
　　1.认识金属腐蚀的危害性，并能利用学过的电化学知识解释金属腐蚀的原因和防止金属腐蚀的方法。
　　2．熟练书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。
　　知识点一　金属的电化学腐蚀
　　阅读教材P84～P86，思考并填空。
　　1．金属腐蚀的概念
　　金属或合金与周围接触到的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
　　2．金属腐蚀的本质
　　金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。
　　3．金属腐蚀的分类
　　(1)化学腐蚀
　　金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
　　(2)电化学腐蚀
　　不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化。
　　4．钢铁的电化学腐蚀
　　析氢腐蚀 吸氧腐蚀
　　图形
　　描述
　　条件 水膜酸性较强 水膜呈中性或酸性较弱
　　电极
　　反应 负极
　　(Fe) Fe－2e－===Fe2＋ Fe－2e－===Fe2＋
　　正极
　　(C) 2H＋＋2e－===H2↑ 2H2O＋O2＋4e－===4OH－
　　总反
　　应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
　　其他反应 4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3，Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈Fe2O3•xH2O
　　判断正误
　　(1)金属的腐蚀全都是氧化还原反应。(　　)
　　(2)金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。(　　)
　　(3)因为CO2普遍存在，所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主。(　　)
　　(4)不论析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，都是金属被腐蚀。(　　)
　　(5)钢铁发生析氢腐蚀时负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，发生吸氧腐蚀时负极反应为Fe－3e－===Fe3＋。(　　)
　　答案：(1)√　(2)√ 　(3)×　(4)√　(5)×
　　化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
　　化学腐蚀 电化学腐蚀
　　吸氧腐蚀 析氢腐蚀
　　定义 金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀 不纯金属(或合金)跟接触到的电解质溶液发生原电池反应，较活泼金属原子失去电子被氧化而引起的腐蚀
　　条件 金属与干燥气体或非电解质直接接触 水膜中溶有O2，呈极弱酸性或中性 水膜酸性较强
　　现象 无电流产生 有微弱电流产生
　　反应
　　式(以
　　铁腐
　　蚀为
　　例) 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 负极：Fe－2e－===Fe2＋
　　正极：2H2O
　　＋O2＋4e－
　　===4OH－ 正极：2H＋
　　＋2e－===
　　H2↑
　　(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。
　　(2)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。
　　(3)一般情况下，只有在金属活动性顺序表中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。
　　如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4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(　　)
　　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．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
　　[解析]　生铁片中的碳是原电池的正极，A错误；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错误；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正确；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具