人教版高中化学选择性必修1化学反应原理浙江专版精品课件 第4章 化学反应与电能 第3节 金属的腐蚀与防护.pptVIP

将铁钉用NaCl溶液浸湿并露置于空气中,将发生哪种腐蚀?电极反应式如何书写?提示:NaCl溶液为中性溶液,所以发生吸氧腐蚀,电极反应式:负极Fe-2e-══Fe2+,正极O2+2H2O+4e-══4OH-。典例剖析某小组同学研究“84”消毒液(主要成分为NaClO)对铁的腐蚀作用:将等量的铁钉(铁碳合金)和纯铁粉分别浸没于10mL“84”消毒液中,记录现象如下,时间1小时2小时5小时铁钉无明显现象铁钉表面出现少量红褐色物质铁钉表面“生长”出大量红褐色物质纯铁粉无明显现象无明显现象无明显现象下列说法正确的是()。A.铁钉主要发生的是化学腐蚀B.铁钉腐蚀后的溶液中c(Cl-)增大C.铁粉的腐蚀速率慢主要是由于其表面积大D.“84”消毒液有强氧化性,因此Fe被腐蚀时发生反应:Fe-3e-══Fe3+答案:B解析:铁钉为铁碳合金,在电解质溶液环境下易形成原电池,所以铁钉主要发生的是电化学腐蚀,A项错误;铁钉腐蚀后,次氯酸根离子转化为氯离子,溶液中c(Cl-)增大,B项正确;铁粉的腐蚀速率慢主要是铁粉与次氯酸钠不发生化学腐蚀,与固体的表面积无关,C项错误;“84”消毒液有强氧化性,铁钉发生电化学腐蚀,Fe失电子生成亚铁离子,电极反应式为Fe-2e-══Fe2+,D项错误。方法归纳对金属腐蚀的理解。

(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中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。学以致用1.铁生锈是一种常见的自然现象,其主要反应的化学方程式为4Fe+3O2+xH2O══2Fe2O3·xH2O。如图为一放在水槽中的铁架,水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是()。A.① B.② C.③ D.④答案:C2.如图装置中,小试管内为红墨水,具支试管内盛有pH=5的雨水和生铁片。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,略高于小试管液面。以下有关解释合理的是()。A.生铁片中的碳是原电池的负极,发生还原反应B.雨水酸性较强,生铁片仅发生析氢腐蚀C.红墨水回升时,正极反应式:O2+2H2O+4e-══4OH-D.具支试管中溶液pH逐渐减小C解析:生铁与其中的碳及电解质溶液构成原电池,负极是铁,铁失去电子发生氧化反应,碳是正极,正极发生还原反应。开始时,因酸性较强发生析氢腐蚀,一段时间后导管内液面回升且略高于小试管液面,说明具支试管中气体压强减小,此时发生吸氧腐蚀,正极反应式是2H2O+O2+4e-══4OH-,故溶液的pH增大,A、B、D三项错误;C项正确。二、金属腐蚀快慢的一般规律重难归纳1.在同一电解质溶液中: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。有防护措施的腐蚀发生的可能性很小或几乎不发生,包括原电池原理的防护(牺牲阳极法)和电解原理的防护(外加电流法)。2.活动性不同的两种金属,活动性差别越大,活动性强的金属往往腐蚀越快。3.对同一种电解质溶液而言,电解质溶液浓度越大,往往腐蚀越快。4.温度升高,对化学腐蚀的速率影响很大。升高温度,电解质溶液中的离子运动速率增大,溶液的导电性增强,因此温度对电化学腐蚀的速率也有一定的影响。结合金属腐蚀的本质,分析如何进行金属防护。提示:金属腐蚀的本质是被氧化剂氧化变成金属阳离子。金属防护的基本思路是:①防止金属与氧化性介质直接接触;②防止金属表面形成电解质溶液;③改善金属的内部结构;④利用电化学原理进行防护。典例剖析钢铁工业是国家工业的基础,钢铁生锈现象却随处可见,为此每年国家损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。(1)钢铁的电化学腐蚀原理如图所示,写出石墨电极的电极反应式:?。?(2)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图所示:①A电极对应的金属是(写元素名称),B电极的电极反应式是。?②镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因:?。?答案:(1)O2+2H2O+4e-══4OH-(2)①铜Cu2++2e-══Cu②铁比铜活泼,镀层破损后,铁与铜在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀(其他答案合理也可)解析:(1)在中性溶液中发生吸氧腐蚀,石墨作正极,发生反应:O2+2H2O+4e-══4OH-。(2)在铁表面镀铜需将铁作阴极、铜作阳极,则A对应的金属为铜,B电极为铁,溶液中的Cu2+得电子生成铜在铁表面析出;镀层破损后,铁与