重庆市人教版高中化学选修4学案-4.4金属的电化学腐蚀与防护

第四章
电化学基础
第四节
金属的电化学腐蚀与防护
【考纲要求】
理解金属发生电化学腐蚀的原因，了解金属腐蚀的危害，了解电化学防腐的原理和方法。。
【自主学习】
阅读课本P84---P87，思考并完成以下预习内容。
1.纯铁片放入稀硫酸中发生的是什么腐蚀？
2.铁在自然界中发生的腐蚀主要是哪类腐蚀？
3.化学腐蚀和电化学腐蚀的区别有哪些？
4.电化学防护的实质是什么？
【考点突破】
考点一：金属的化学腐蚀与电化学腐蚀
例1
下列关于金属腐蚀的说法正确的是(　　)
A．金属在潮湿空气中的腐蚀的实质是：
M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑
B．金属的化学腐蚀的实质是：M－ne－===Mn＋，电子直接转移给氧化剂
C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行
D．在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
例2
如上图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________腐蚀。
(2)若试管内液面上升，则原溶液是________性，发生________腐蚀，电极反应：负极：________，正极：________。
(3)若试管内液面下降，则原溶液呈________性，发生________腐蚀，电极反应：负极：________；正极：________。
反馈训练1铜制品上的铝质铆钉，在潮湿的空气中易腐蚀的主要原因可描述为(　　)
A．形成原电池，铝作负极
B．形成原电池，铜作负极
C．形成原电池时，电流由铝流向铜
D．铝质铆钉发生了化学腐蚀
反馈训练2
如下图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是(　　)
A．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
B．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－===Fe2＋
C．生铁块中的碳是原电池的正极
D．在一段时间后，两边红墨水液面左低右高
考点二：金属腐蚀快慢的判断以及金属的防护
例3
如下图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是(　　)
A．④>②>①>③　
B．②>①>③>④
C．④>②>③>①
D．③>②>④>①
例4
下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是(　　)
A．水中的钢闸门连接电源的负极
B．金属护栏表面涂漆
C．汽车底盘喷涂高分子膜
D．地下钢管连接镁块
反馈训练3下列试管中的铁钉腐蚀最快的是(　　)
反馈训练4
下列金属防护的方法错误的是(　　)
A．对健身器材涂油漆防止生锈
B．将炊具制成铁铜合金而不用纯铁制品
C．在铁制水管表面镀一层锌防锈
D．在自行车的钢圈上镀一层铬(金属性强于铁)防锈
归纳小结：金属腐蚀快慢的判断方法
金属防腐的方法
【考点巩固】
1．关于金属腐蚀的叙述中，正确的是(　　)
A．金属被腐蚀的本质是M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑
B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化
C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
2.
有关钢铁电化学腐蚀及防护的下列叙述中正确的是(　　)
A．钢铁的电化学腐蚀过程可用原电池或电解池的原理来解释
B．可将河道中的钢铁闸门与外加直流电源的负极相连以保护其不受腐蚀
C．在钢铁表面镀锌属于牺牲阳极的阴极保护法
D．钢铁的电化学腐蚀中，主要是析氢腐蚀
3．下列各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是(　　)
A．4>2>1>3>5>6
B．4>6>2>1>3>5
C．5>4>2>3>1>6
D．6>3>5>2>4>1
4．下列说法正确的是(　　)
A．钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀
B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀
C．钢铁的电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同，引起的负极反应不同
D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化
5．下列说法中，正确的是(　　)
①镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀　②钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O　③锌和铁构成原电池时，铁作负极　④铅蓄电池中铅作负极，PbO2作正极，两极浸到稀H2SO4中
A．②④
B．①③
C．①②③
D．①②③④
6．下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是(　　)
A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀
B．若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀
C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法
D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－==
H2↑
7．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩内保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不正确的是(　　)
A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升
B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
8.
某小组按图1所示的装置探究铁的吸氧腐蚀。
(1)图2是图1所示装置的示意图，在图2的小括号内填写正极材料的化学式；在方括号用箭头表示出电子流动的方向。
(2)正极反应式为________________，负极反应式为________________。
(3)按图1装置实验，约8
min时才看到导管中液柱上升，下列措施可以更快更清晰地观察到液柱上升的是________。
a．用纯氧气代替具支试管内的空气
b．将食盐水浸泡过的铁钉表面撒上铁粉和碳粉的混合物
c．用毛细尖嘴管代替玻璃导管，并向试管的水中滴加少量红墨水
9.
如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
序号
内容
实验现象
1
常温下将铁丝放在干燥空气中一个月
干燥的铁丝表面依然光亮
2
常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时
铁丝表面依然光亮
3
常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月
铁丝表面已变得灰暗
4
将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时
铁丝表面略显灰暗
5
将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面已变得灰暗
6
将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题：
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)________；在电化学腐蚀中，负极反应是________；正极反应是________；
(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素有：
_____________________；
(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是________(答两种方法)。
10．(1)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是________(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀的形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。
a.
NH3
b．CO2
c.
NaOH
d．HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_____________________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极材料的原因是_____________________。
(3)利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_____________________。
第四章
电化学基础
第四节
金属的电化学腐蚀与防护
【考点突破】
例1
BD
例2
(1)电化学　(2)弱酸性或中　吸氧　2Fe－4e－===2Fe2＋　O2＋4e－＋2H2O===4OH－　(3)较强的酸　析氢　Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑
反馈训练1
A
反馈训练2
D
例3
A
例4
A
反馈训练3
D
反馈训练4
B
【考点巩固】
1
C
2
B
3
B
4
D
5
A
6
D
7
B
8
(1)(C)　[←]
(2)2H2O＋O2＋4e－===4OH－　Fe－2e－===
Fe2＋
(3)abc
9
(1)3、4、5、6　Fe－2e－===
Fe2＋
(或2Fe－4e－===2Fe2＋)2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质溶液存在
(3)电镀、喷油漆等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等
10（1）①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2-＋3H2↑　b
②2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋
(2)阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2＋，使电解质溶液中的Cu2＋保持不变
(3)N　牺牲阳极的阴极保护法