高二化学金属的电化学腐蚀与防护知识精讲苏教版.doc

高二化学金属的电化学腐蚀与防护知识精讲苏教版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 金属的电化学腐蚀与防护 二. 教学目标 1. 了解金属腐蚀的危害 2. 了解金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的含义及它们的异同点 3. 了解常用金属的防护方法以及金属的电化学防护 三. 教学重点、难点： 金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的含义及它们的异同点 四. 知识分析： （一）金属腐蚀的本质是金属原子失去电子变成金属阳离子的过程，即M－ne－＝Mn＋；即金属在腐蚀过程中发生了氧化还原反应. 金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类. 说明： 　1. 化学腐蚀是指金属与所接触的物质直接发生化学反应所引起的腐蚀. 如：Fe与氧气反应生成Fe3O4、Fe与Cl2反应、Fe与HCl反应、Al与O2反应等，它们都是直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀. 2. 电化学腐蚀是指不纯的金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而引起的腐蚀. 其中较活泼的金属失去电子而被氧化. 能够发生电化学腐蚀必须是不纯的金属或合金，同时要存在电解质溶液. 3. 化学腐蚀与电化学腐蚀的区别主要在于：化学腐蚀过程中无电流产生，而电化学腐蚀过程中有电流生成. 4. 金属的电化学腐蚀有两种情况： （1）析氢腐蚀：在潮湿的空气中金属表面会形成一薄层水膜，水膜中溶有CO2、SO2等酸性气体，从而在钢铁表面形成酸性水膜，使得铁与钢铁中的碳形成原电池. 其中铁是负极，碳是正极：电极反应为：负极：Fe－2e－＝Fe2＋；正极反应为：2H＋＋2e－＝H2；腐蚀的总反应为：Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2；铁锈的主要成分是：Fe2O3·xH2O. （2）一般情况下，钢铁表面的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气. 此时金属发生吸氧腐蚀：负极：Fe－2e－＝Fe2＋；正极反应为：2H2O＋O2＋4e( ＝4OH(2H2O＋O2＝2Fe（OH）2，Fe（OH）2不稳定，经进一步氧化可得铁锈. 5. 金属的腐蚀往往同时发生化学腐蚀和电化学腐蚀，但以电化学腐蚀为主. 6. 金属的析氯腐蚀和吸氧腐蚀往往同时发生，但以吸氧腐蚀为主. 7. 当金属与外接电源相连而发生电解反应时，也可以发生电化学腐蚀，此时，金属做为阳极参与电化学反应，腐蚀速率很快. 8. 金属发生腐蚀时，腐蚀速率的大小比较： 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 9. 金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的比较： 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 金属与接触到的物质（一般为非电解质）直接发生化学反应引起的腐蚀 不纯的金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而引起的腐蚀. 其中较活泼的金属失去电子而被氧化的过程. 可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，其中以吸氧腐蚀为主 条件 金属与物质直接接触 在金属表面形成水膜，水膜中溶有氧，呈极弱酸性或中性（吸氧腐蚀）；水膜酸性较强（析氢腐蚀） 本质 金属被氧化而被腐蚀 较活泼金属被氧化而被腐蚀 现象 无电流产生 有微弱电流产生 反应式 2Fe＋3Cl2＝2FeCl3（以金属与氯气反应为例） 负极：Fe－2e－＝Fe2＋；正极反应为 2H＋＋2e－＝H2（析氢腐蚀）或2H2O＋O2＋4e( ＝4OH( 【典型例题】 ［例1］下图容器中盛放海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是：　　　　（　　　） A. ④②③①　　　　　　B. ②①③④ C. ④②①③　　　　　　D. ③②④① 解析： 该题以金属的腐蚀为情境，意在考查学生对原电池知识的应用. 根据原电池原理，在②③两装置中，铁分别作原电池的负极、正极（因为活泼性ZnFeSn）.故②中腐蚀快. ③中铁作正极，得到保护；④中为电解池，铁接在电源的正极，通电时铁应失去电子而被溶解，腐蚀最快；①中没形成原电池，腐蚀较慢，但也没有防护措施. 综合分析，应为：④②①③ 答案：C ［例2］如图：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察： （1）若试管内液面上升，则原溶液呈　　　　性，发生　　　　　腐蚀. 其电极反应为：负极为　　　　　　　　；正极为　　　　　　　. （2）若试管内液面下降，则原溶液呈　　　　性，发生　　　　　腐蚀. 其电极反应为：负极为　　　　　　　　；正极为　　　　　　　. 解析： 根据金属腐蚀的条件和原理，可判断当试管内液面上升时说明：试管内压强减小. 导致试管内压强减小的原因是因为气体减少所致. 考虑到金属腐蚀有析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种情形，可判断该种情况为吸氧腐蚀，后一种情况属于析氢腐蚀. 答案：（1）中性或弱酸性　　吸氧　　Fe－2e－＝Fe2＋　　　2H2O＋O2＋4e( ＝4OH(2H2O＋O2＋4e( ＝4OH(2H2O＋O2＝2Fe（OH）2；而生成的Fe（OH）2又极不稳定，可以被空气中