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第7课时必备学问——金属的腐蚀与防护
学问清单
[重要概念]①化学腐蚀；②电化学腐蚀；③析氢腐蚀；④吸氧腐蚀
[基本规律]①金属腐蚀快慢的规律；②金属腐蚀的防护方法
学问点1金属的腐蚀
1．金属腐蚀的概念
金属腐蚀是金属或合金与四周的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
2．金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变成金属阳离子，金属发生氧化反应。
3．金属腐蚀的类型
(1)化学腐蚀与电化学腐蚀
类型
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)干脆反应而引起的腐蚀
不纯金属或合金与电解质溶液接触，发生原电池反应，较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀
现象
无电流产生
有微弱电流产生
本质
金属被氧化
较活泼金属被氧化
联系
两者往往同时发生，但绝大多数属于电化学腐蚀，电化学腐蚀比化学腐蚀的速率大得多
(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁腐蚀为例)
类型
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强(pH≤4.3)
水膜酸性很弱或呈中性
电极反应
负极
Fe－2e－===Fe2＋
正极
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
总反应式
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
联系
吸氧腐蚀更普遍
铁锈的形成过程：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。
[通关1](易错排查)推断正误
(1)(2024.7·浙江选考)钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀(√)
(2)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物(×)
(3)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋(×)
(4)钢铁发生电化学腐蚀时，C是正极，O2在C表面上发生还原反应(×)
(5)Cu在潮湿的空气中能发生析氢腐蚀(×)
(6)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样(×)
[通关2](人教选修4·P88，6题改编)下列事实与电化学腐蚀无关的是()
A．光亮的自行车钢圈不易生锈
B．黄铜(Cu、Zn合金)制的铜锣不易生锈
C．铜、铝电线一般不连接起来作导线
D．生铁比熟铁(几乎是纯铁)简单生锈
A[B、C、D项均与原电池有关，能用电化学学问来说明。]
[通关3](2024·江苏卷)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液潮湿后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀试验。下列有关该试验的说法正确的是()
A．铁被氧化的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋
B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀,
C[A、D错：铁在中性环境中发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－。B错：铁的电化学腐蚀过程中，化学能除转化为电能外还有部分转化为热能。]
[通关4](人教选修4·P85，试验改编)试验探究(如图所示)
(1)若棉团浸有NH4Cl溶液，铁钉发生__________腐蚀，正极反应式为______________________________，右试管中现象是____________________。,(2)若棉团浸有NaCl溶液，铁钉发生________腐蚀，正极反应式为_______________________________，右试管中现象是__________________________。
答案(1)析氢2H＋＋2e－===H2↑有气泡冒出,(2)吸氧O2＋4e－＋2H2O===4OH－导管内液面上升
学问点2金属的防护
1.金属的防护考虑的因素
金属的防护主要是从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑的。
2.金属的防护
(1)变更金属材料的组成,在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金，如钛合金等。
(2)在金属表面覆盖爱护层,在金属表面覆盖致密的爱护层，将金属制品与四周物质隔开是一种普遍采纳的防护方法，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
(3)电化学爱护法,①牺牲阳极的阴极爱护法,利用原电池原理，通常是在被爱护的钢铁设备上(如锅炉的内壁、船舶的外壳等)安装若干块镁合金或锌块。原理装置图示如下：
镁、锌比铁活泼，发生腐蚀时作为原电池的负极，不断遭遇腐蚀，而作为正极的钢铁设备被爱护起来。
②外加电流的阴极爱护法,利用电解原理，把被爱护的钢铁设备(如钢闸门)作为阴极，用惰性电极作为协助阳极，两者均放在电解质溶液(如海水)里，外接直流电源，通电后，调整外加电压，强制电子
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