高中化学复习知识点：金属的化学腐蚀与电化学腐蚀
一、单选题
1．埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行电化学保护，下列说法正确的是（）
A．钢管道表面发生了还原反应
B．该方法将电能转化为了化学能
C．该方法称为外加电流阴极保护法
D．镁块上发生的电极反应：O2+2H2O+4e→4OH-
2．下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是（）
A．图1中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B．图2中，插入溶液中的铁棒容易溶解，主要是发生电化学腐蚀
C．图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生电化学腐蚀
D．图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的负极
3．美籍华裔化学家钱永健获得诺贝尔化学奖。少年时代，他就对化学产生了浓厚的兴趣。16岁时，他凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目，荣获有“少年诺贝尔”
之称的著名奖项。下列说法正确的是
A．金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程
B．合金都比纯金属易被腐蚀
C．将金属与外加直流电源的负极相连，而将正极接到废铁上，可以防止金属被腐蚀。D．镀锌铁比镀锡铁更容易被腐蚀
4．各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（）
A．④②①③B．④③①②C．②①③④D．③②④①5．关于金属腐蚀和防护原理的叙述中，错误的是（）
A．镀锌铁皮发生电化腐蚀时，锌发生还原反应
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁析氢腐蚀的正极反应：2H+＋2e → H2↑
D．埋在地下的钢管与电源负极连接可以减缓腐蚀
6．埋在地下的铸铁输油管道，在下列情况下被腐蚀得最慢的是
A．在潮湿疏松的碱性土壤中B．在干燥致密的酸性土壤中
C．将输油管道与电源负极相连D．在输油管道接口处包上铜皮
7．每年由于腐蚀造成的钢铁损失约占年产量的10~20%，金属的防腐十分重要。钢铁防腐方法有许多种，图—1与图—2是两个典型的例子。对其中原理的描述正确的是（）
A．图—1：a为电源正极B．图—1：辅助电极上发生氧化反应C．图—2：电流方向d→c D．图—2：金属A可以是耐腐蚀的金属铜8．关于金属腐蚀和防护原理的叙述中，错误的是( )
A．埋在地下的钢管与电源负极连接可以减缓腐蚀
B．原电池负极和电解池阳极发生的都是氧化反应
C．钢铁析氢腐蚀的正极反应：2H+＋2e → H2↑
D．为了避免青铜器生成铜绿，将青铜器放在银质托盘上
9．有关金属腐蚀的叙述正确的是
A ．生铁抗腐蚀能力比纯铁强
B ．钢瓶在储存液氯前彻底干燥可减缓腐蚀
C ．水库铁闸与直流电源正极相连可减缓腐蚀
D ．常温下浓硝酸比浓盐酸更易使铁腐蚀
二、多选题
10．如图是三种酸对Fe-Cr 合金随Cr 含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法正确的是
A ．稀硫酸对Fe-Cr 合金的腐蚀性比稀硝酸和稀盐酸都强
B ．随着Fe 含量的增加，Fe-Cr 合金在5%HNO 3中的耐腐蚀性越来越弱
C ．Cr 含量等于13%时，三种酸对Fe-Cr 合金的腐蚀速率由快到慢的顺序为
243H SO HCl HNO >=
D ．Cr 含量小于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对Fe-Cr 合金的腐蚀性最强
三、综合题
11．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：
①写出石墨电极的电极反应式______；
②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在如图虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向。______
③写出修改后石墨电极的电极反应式______。
（2）生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶
液中发生的化合反应的化学方程式_____。
(3)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：
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若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为___ mol。
③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___。
12．(1)电化腐蚀是钢铁发生腐蚀的主要原因，当水膜氢离子浓度较小时，主要发生
________腐蚀，其负极反应式为____________________，正极反应式为
______________________。
(2)将氯化铁溶液蒸干灼烧得到的固体物质是______；(填化学式，下同)将硫酸铝溶液蒸干得到的固体物质是___________________ 。
(3)除CaSO4水垢的方法，写出反应的化学方程式_________________、
_________________；热的纯碱溶液洗涤效果更好的原理是_________________________；明矾净水的离子方程式__________________。
(4)在2 mL 0.1 mol·L-1的NaCl溶液中，加入2 mL 0.1 mol·L-1的AgNO3溶液，可观察到______________，此反应的离子方程式为_________。将此混合液过滤，滤渣加入2 mL 0.1 mol·L-1的KI溶液，搅拌，可观察到____，反应的离子方程式为________。
(5)对于Ag2S(s)?2Ag+(aq)+S2-(aq)，其K sp的表达式为_______。
参考答案
1．A
【解析】
【分析】
根据图片知，该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护法，即把金属和钢管及电解质溶液构成原电池，镁块作负极，钢管道作正极，从而钢管道得到保护。
【详解】
A．根据图片知，该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护法，钢管道作正极，表面上发生了还原反应，故A正确；
B．构成的原电池中，该方法是将化学能转化成了电能，故B错误；
C．根据图片知，没有外加电源，该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护法，故C错误；
D．镁块作负极，电极反应：Mg?2e?＋4OH?＝Mg(OH)2↓，故D错误；
故答案选A。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
A. 插入海水中的铁棒，越靠近底端O2含量越低，所以腐蚀相对越不严重，A选项错误；
B. 插入溶液中的铁棒连接电源的负极，作电解池的阴极，被保护，不容易溶解，B选项错误；
C. 燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于在高温下铁发生化学腐蚀较快，C选项错误；
D. 用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，构成的是原电池，镁比铁活泼，所以镁块作原电池的负极被腐蚀，钢铁管道作正极被保护，D选项正确；
答案选D。
【点睛】
金属的腐蚀包括化学腐蚀和电化学腐蚀，电化学腐蚀主要是构成原电池，其中较活泼的部分更易被腐蚀；金属的防护可采取隔离、改变结构和电化学防护等方法。其中电化学防护包括牺牲阳极的阴极保护法和外加电源的阴极保护法：牺牲阳极的阴极保护法用较活泼的金属与被保护的金属、电解质溶液构成原电池；外加电源的阴极保护法将被保护的金属与直流电源
的负极相连。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
A. 金属腐蚀就是金属原子失去电子被氧化的过程，故A错误；
B. 合金不一定都比纯金属易被腐蚀，比如不锈钢合金，故B错误；
C. 将金属与外加直流电源的负极相连，金属作电解池的阴极，金属受到一定的保护，可以防止金属被腐蚀，故C正确；
D. 根据金属活动顺序表：Zn、Fe、Sn，镀锌铁中Fe作正极，镀锡铁中Fe作负极，因此镀锡铁比镀锌铁更容易被腐蚀，故D错误。
综上所述，答案为C。
4．A
【解析】
【详解】
②③④实质均为原电池装置；③中Fe为正极，被保护；②④中Fe为负极，均被腐蚀；但相对来说，Fe和Cu的金属活动性差别较Fe和Sn的差别大，故Fe—Cu原电池中的Fe被腐蚀得更快；①中不能构成原电池，仅发生化学腐蚀反应。所以铁被腐蚀速率由快到慢的顺序为：④②①③；
故选A。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
A. 锌比铁更活泼，发生电化腐蚀时，锌易失去电子，发生氧化反应，A错误；
B. 船底镶嵌锌块，锌、铁和海水构成原电池，锌作负极，铁作正极，锌被腐蚀从而保护了铁，B正确；
C. 当钢铁表面的水膜酸性较强时，发生析氢腐蚀，正极上溶液中氢离子得到电子被还原为氢气，C正确；
D. 埋在地下的钢管与电源负极连接，作电解池的阴极，发生还原反应，阻止铁的腐蚀，这
叫外加电流的阴极保护法，D正确；故答案为：A。
6．C
【解析】
【分析】
铸铁被腐蚀的情况有两种，一是直接接触的化学腐蚀，二是在一定条件发生的电化学腐蚀，比如吸氧腐蚀和析氢腐蚀，铸铁的防护可连接活泼金属作负极，被保护金属作正极的方法，也可外加电源，被保护金属与电源负极相连作阴极的方法，据此分析解答。
【详解】
A．在潮湿、疏松的土壤中，铸铁管道与氧气和水充分接触，发生吸氧腐蚀，容易生锈，故A不符合题意；
B．在呈酸性的土壤中，发生析氢腐蚀，腐蚀速度快，故B不符合题意；
C．铁与电源负极相连，作阴极被保护，铁不易生锈，故C符合题意；
D．铜皮与铁、水、氧气同时接触，构成原电池，活泼金属铁作负极，加快腐蚀，故D不符合题意；
故答案为：C。
【点睛】
判断金属腐蚀快慢的规律：
（1）对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：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。
（2）对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。
（3）活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。
（4）对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．图-1为电解池，要保护钢铁，则钢铁应该作电解池阴极，所以a为电源负极，故A错误；B．图-1为电解池，要保护钢铁，则钢铁应该作电解池阴极，辅助电极为阳极，阳极上失电子发生氧化反应，故B正确；
C．图-2为原电池，要保护轮船外壳，则轮船外壳作正极，金属A作负极，电流方向由正极c流向负极d，故C错误；
D．图-2为原电池，要保护轮船外壳，则轮船外壳作正极，金属A作负极，所以A的活泼性大于Fe，则金属A不能是耐腐蚀的金属铜，可以是Zn，故D错误；
故选B。
【点睛】
注意电流的流向和电子的流向相反。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．埋在地下的钢管与电源负极连接可以成为电解池的阴极，可以减缓钢管被氧化的速率，减缓腐蚀，故A正确；
B．在原电池负极和电解池阳极上都发生失电子的氧化反应，故B正确；
C．钢铁发生析氢腐蚀时，负极铁失电子，正极上氢离子得电子，则正极的反应为：
2H++2e-═H2↑，故C正确；
D．将青铜器放在银质托盘上会形成原电池，铜比银活泼，则金属铜为负极，负极失电子发生氧化反应，铜更易被腐蚀，故D错误；
故选：D。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．生铁中含有杂质，在空气中容易发生电化学腐蚀，因此生铁抗腐蚀能力比纯铁弱，A不正确；
B．铁与干燥的氯气不反应，但能和潮湿的氯气发生氧化还原反应而被腐蚀，因此钢瓶在储存液氯前彻底干燥可减缓腐蚀，B正确；
C．水库铁闸与直流电源正极相连做阳极，加快腐蚀，应该是与电源的负极相连可减缓腐蚀，C不正确；
D．常温下铁在浓硝酸中发生钝化，而铁极易与浓盐酸发生氧化还原反应而被腐蚀，D不正
确；
答案选B。
10．BC
【解析】
【分析】
根据图中的纵横坐标可知，横坐标为Cr含量，纵坐标为金属被腐蚀的反应速率，由图中的曲线变化，硝酸对合金的腐蚀速率随Cr含量增加而变小，硫酸和盐酸对金属的腐蚀速率随Cr含量增加而变大，但随着Cr含量增加变化趋势变慢，则腐蚀性减弱。
【详解】
A．由图可知，铬的含量比较低时，稀硝酸对合金的腐蚀速率比盐酸、硫酸强，故A错误；B．由图可知，随着Fe含量的增加，Fe?Cr合金在5%HNO3中的耐腐蚀性越来越弱，故B 正确；
C．Cr含量等于13%时，盐酸、硝酸氢离子浓度相等，三种酸对Fe-Cr合金的腐蚀速率由快到慢的顺序为H2SO4＞HCl=HNO3，故C正确；
D．Cr含量大概小于10%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，但对Fe-Cr合金的腐蚀性不是最强，硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性最强，故D错误。
综上所述，答案为BC。
11．O2＋4e－＋2H2O===4OH－2Cl－－2e－===Cl2↑2FeCl3＋Fe===3FeCl2铜Cu2＋＋2e－===Cu 0.08 铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀
【解析】
【分析】
(1)中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，铁作负极，石墨作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，要保护钢铁不受腐蚀，可以把铁设计成电解池的阴极，与电源负极相连接，设计成电解池后，石墨作阳极，阳极上氯离子放电；
(2)氧化铁可以和盐酸之间反应生成氯化铁和水，金属铁可以和氯化铁之间反应得到氯化亚铁；
(3)①在铁件的表面镀铜时，金属铜必须是阳极材料，金属铁为阴极，根据电解池的工作原理来回答；
②电镀时，电镀时，镀层连接正极，镀件连接电源负极，镀层作阳极，镀件作阴极，电解质溶液中含有镀层金属元素，阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应，根据金属质量和转移电子之间的关系式计算；
③在原电池中，负极金属易被腐蚀，正极上的金属被保护。
【详解】
(1)①中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，该电池反应为2Fe+2H2O+O2═2Fe(OH)2，铁作负极，石墨作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-；
②要保护钢铁不受腐蚀，可以把铁设计成电解池的阴极，与电源负极相连接，设计成电解池后，石墨作阳极，阳极上氯离子放电，即虚线框内所示位置作出的修改以及导线中电子流动
的方向如下图：；
③修改后石墨电极为阳极，氯离子放电，则电极反应式为2Cl-+2e-=Cl2↑；
(2)氧化铁可以和盐酸之间反应生成氯化铁和水，当铁锈除净后，金属铁可以和氯化铁之间反应得到氯化亚铁，即2FeCl3+Fe=3FeCl2；
(3)①在铁件的表面镀铜，金属铜必须是阳极材料，发生电极本身失电子的氧化反应，且金属铁为阴极，发生电极反应：Cu2++2e-=Cu；
②阳极上铜质量减少，阴极上铜质量增加，二者质量差为5.12g时，阴极上析出铜的质量为
2.56g，根据铜和转移电子之间的关系式知，转移电子的物质的量=
2.56g
64g/mol
×2=0.08mol；
③镀铜铁中由于铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀，但是镀锌的铁镀层破损后，金属Zn为负极，金属铁为正极，正极金属被保护。12．吸氧Fe-2e-=Fe2+2H2O+O2+4e-=4OH-Fe2O3Al2(SO4)3
CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
CO32-+H2O=HCO3-+OH-温度升高.促进水解Al3++H2O=Al(OH)3(胶体)+H+有白色沉淀产生Ag++Cl-=AgCl↓白色沉淀转化成淡黄色沉淀AgCl+I-==AgI+Cl-
Ksp=c2(Ag+)?c(S2-)
【解析】
【分析】
根据原电池原理分析吸氧腐蚀中的电极反应；根据沉淀的转化分析水垢的除杂原理；根据盐类水解分析盐溶液加热蒸发时的产物及明矾净水等原理；根据沉淀溶解平衡常数的表达式及反应方程式分析解答。
【详解】
(1)根据原电池原理分析得，活泼金属铁作负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+；氢离子浓度较低时，正极反应为氧气得电子结合水生成氢氧根，反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-；则称为吸氧腐蚀；给答案为：吸氧；Fe-2e-=Fe2+；2H2O+O2+4e-=4OH-；
(2)在FeCl3溶液中，Fe3+发生水解生成Fe（OH）3：FeCl3+3H2O?Fe（OH）3+3HCl，由于加热蒸发，使HCl挥发，破坏平衡，使平衡不断向右移动，结果生成Fe（OH）3，又由于灼
热发生2Fe（OH）3Δ
Fe2O3+3H2O，使Fe（OH）3分解生成Fe2O3；硫酸铝在水中水解生成
氢氧化铝和硫酸，硫酸为难挥发性酸，所以最终得到的产物是硫酸铝；故答案为：Fe2O3；Al2(SO4)3；
(3)CaSO4不溶于盐酸，不能直接用盐酸，可以先转化为碳酸钙沉淀，然后用盐酸除去，反应方程式为：CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；纯碱溶液中碳酸根离子水解呈碱性，加热促进水解，油污等在碱性条件下更易水解，所以洗涤效果更好，离子方程式为：CO32-+H2O=HCO3-+OH-；明矾在水溶液中水解生成氢氧化铝胶体，利用胶体的吸附性净水，离子方程式为：Al3++H2O=Al(OH)3(胶体)+H+；故答案为：
CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；CO32-+H2O=HCO3-+OH-温度升高.促进水解；Al3++H2O=Al(OH)3(胶体)+H+；
(4)氯化钠与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，离子方程式为：Ag++Cl-=AgCl↓；难溶电解质存在沉淀溶解平衡，因为AgI更难溶，所以加入KI溶液时会生成淡黄色的AgI沉淀，离子方程式为：AgCl+I-==AgI+Cl-；故答案为：有白色沉淀产生；Ag++Cl-=AgCl↓；白色沉淀转化成淡黄色沉淀；AgCl+I-==AgI+Cl-；
(5)根据沉淀溶解平衡常数的表达式得Ag2S(s)?2Ag+(aq)+S2-(aq)得：Ksp=c2(Ag+)?c(S2-)，故答案为：Ksp=c2(Ag+)?c(S2-)。
【点睛】
物质的沉淀和溶解是一个平衡过程，通常用溶度积常数Ksp来判断难溶盐是沉淀还是溶解。
溶度积常数是指在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，组成沉淀的各离子浓度的乘积为一常数。当Qc
原电池原理金属的电化学腐蚀 一、实验目的 1、理解原电池原理。 2、认识金属的电化学腐蚀的原因。 二、实验说明 （一）、原电池原理 1.实验要求所用电极表面积要大，并且要清洁。如果锌片或铜片上有杂质，会形成许许多多的微电池，现象就会不明显。所用的铜片如果有明显的氧化层或已经锈蚀，要用酸洗，以除去氧化物和绿锈，然后用去污粉擦净，再用水冲洗干净。即使铜片表面看上去是光洁的，也要用去污粉把它擦到发亮，以除去表面的氧化物和油脂等污垢。锌片使用前最好也用酸洗，然后再用水冲洗干净。 2.实验不难成功，但注意不要引导学生观察锌片在形成原电池前后气泡量的变化。由于锌片含有杂质和铜极上发生电极极化，一般很难观察到锌片在形成原电池前后气泡量的差别。 观察电流表指针偏转时，应引导学生注意指针偏转的方向，并根据指针偏转的方向来判别电流的方向。 （二）、金属的电化学腐蚀 1．实验要用较长的时间，应提示学生在等候观察现象时，先进行下面的实验。铁氰化钾溶液遇到Fe2+时会产生蓝色沉淀，因此可用于检验Fe2+的存在。学生知道这一现象即可，不要求写反应的化学方程式。 2.这三个小实验实际上都运用了原电池反应，应引导学生结合实验，思考实验后的“问题和讨论”。 三、问题和讨论提示： 1.装配原电池时应具备以下条件：必须有两种活动性不同的金属，而且要平行地浸在电解质溶液里，两个电极要用导线连接。 如果用铁片代替锌片做原电池原理实验，铜片的表面几乎没有气泡逸出，说明铁铜原电池中的电流可能较弱，在铜丝的表面观察不到气泡的产生。如果用导线连接一个电流计，可以观察到电流表的指针发生偏转，表明铁铜原电池中有电流产生。 2.实验结果表明，镀锡铁比镀锌铁容易被腐蚀。
《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计三维目标： 知识与技能：1．了解金属腐蚀及其危害。 2．了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。 3．了解金属防护的一般方法，特别是电化学防护的方法。 过程与方法：事例引入，激发兴趣；分组实验，总结结论，典型题例，强化理解。 情感态度与价值观：通过生活事例引发学生思考，体现化学与生活的紧密联系，激发学生的探索精神，并让学生体会到学以致用的科学精神。 教学重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。 教学难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。 教具：提供试剂：锌片铜片稀硫酸氯化钠溶液 提供仪器：水槽导管电流表 教学过程： 【事例引入（配合投影）】在我们的生活中经常可以看到这些现象（投影图片）。这些现实均显示：我们辛苦制备的材料，尤其是金属材料在使用
中往往会被腐蚀，造成损坏，浪费，甚至引起恶性事故。如：这是位于美国的俄亥俄桥，突然塌入河中，死亡46人。事后调查，是由于桥梁的钢梁被腐蚀产生裂缝所致。又如，这是日本大阪地下铁道的输气管道，因腐蚀而折断，造成瓦斯爆炸，乘客当场死亡75人。 这样的例子举不胜举，可见，金属腐蚀给人类造成的损失有多么巨大。据统计：（投影）。这些数据都说明金属腐蚀造成的损失已经远远超过了各种自然灾害造成的损失的总和。所以我们要有这样的使命感：用自己学过的知识，去研究金属腐蚀的原理，并尝试找出“防止腐蚀的方法”，甚至想想利用腐蚀原理为我们服务。今天这堂课我们就来走进“金属的腐蚀与防护”。 【板书】金属的电化学腐蚀与防护 [预设问题1] 钢铁生锈，铁锈的主要成分：Fe 2O 3 ·xH 2 O 铜器生锈，铜绿的主要成分：Cu 2(OH) 2 CO 3 思考：金属腐蚀的本质是什么？ [板书] 第四节金属的电化学腐蚀与防护[板书] 一、金属的电化学腐蚀
金属的电化学腐蚀与防腐 李泽升 宁夏大学资源环境学院 12级环境科学1班 摘要：腐蚀现象都是由于金属与一种电解质（水溶液或熔盐）接触，因此有可能在金属／电解质界面发生阳极溶解过程（氧化）。这时如果界面上有相应的阴极还原过程配合，则电解质起离子导体的作用，金属本身则为电子导体，因此就构成了一种自发电池，使金属的阳极溶解持续进行，产生腐蚀现象。 关键词：电化学腐蚀原理晶间腐蚀均匀腐蚀应力腐蚀防护与应用镀层阳极保护 一、引言 随着社会生产力的发展，人民生活水平的提高，金属的使用在日常生活中应用的越来越普遍，由金属腐蚀所带来的损失也越来越严重，这样研究金属的腐蚀与防护便显得非常的重要，本论文主要综合讲述了金属的电化学腐蚀的基本原理和分类，以及讨论了有关现实生产生活中具体的防护措施，以更好的指导现实实践。 二、电化学腐蚀原理 金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。介质中被还原物质的粒子在与金属表面碰撞时取得金属原子的价电子而被还原，与失去价电子的被氧化的金属“就地”形成腐蚀产物覆盖在金属表面上，这样一种腐蚀过程称为化学腐蚀。由于金属是电子的良导体，如果介质是离子导体的话，金属被氧化与介质中被还原的物质获得电子这两个过程可以同时在金属表面的不同部位进行。金属被氧化成为正价离子（包括配合离子）进入介质或成为难溶化合物（一般是金属的氧化物或含水氧化物或金属盐）留在金属表面。这个过程是一个电极反应过程，叫做阳极反应过程。被氧化的金属所失去的电子通过作为电子良导体的金属材料本身流向金属表面的另一部位，在那里由介质中被还原的物质所接受，使它的价态降低，这是阴极反应过程。在金属腐蚀学中，习惯地把介质中接受金属材料中的电子而被还原的物质叫做去极化剂。经
金属的电化学腐蚀与防 护习题 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
训练5 金属的电化学腐蚀与防护 一、金属的腐蚀 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 ＋n H 2O===M(OH)n ＋n 2 H 2↑ 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．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)容易生锈 3．出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu 2(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说 法不正确的是( ) A ．锡青铜的熔点比纯铜低 B ．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用 C ．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快 D ．生成Cu 2(OH)3Cl 覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程 二、铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀 4．下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的是 ( ) A ．铁为正极 B ．碳为正极 C ．溶液中氢离子浓度不变 D ．析氢腐蚀在任何溶液中都会发生 5．在铁的吸氧腐蚀过程中，下列5种变化可能发生的是 ( ) ①Fe 由＋2价转化成＋3价 ②O 2被还原 ③产生H 2 ④Fe(OH)3失水 形成Fe 2O 3·x H 2O ⑤杂质C 被氧化除去 A ．①②④ B ．③④ C ．①②③④ D ．①②③④⑤ 6．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe ＋2H 2O ＋ O 2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是 ( ) A ．负极发生的反应为Fe －2e －===Fe 2＋
金属材料的电化学腐蚀与防护 一、实验目的 1.了解金属电化学腐蚀的基本原理。 2.了解防止金属腐蚀的基本原理和常用方法。 二、实验原理 1．金属的电化学腐蚀类型 (1)微电池腐蚀 ①差异充气腐蚀 同一种金属在中性条件下，如果不同部位溶解氧气浓度不同，则氧气浓度较小的部位作为腐蚀电池的阳极，金属失去电子受到腐蚀；而氧气浓度较大的部位作为阴极，氧气得电子生成氢氧根离子。如果也有K3[Fe(CN)6]和酚酞存在，则阳极金属亚铁离子进一步与K3[Fe(CN)6]反应，生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀；在阴极，由于氢氧根离子的不断生成使得酚酞变红（亦属于吸氧腐蚀）。两极反应式如下： 阳极(氧气浓度小的部位)反应式： Fe = Fe2＋＋2e－ 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(氧气浓度大的部位)反应式： O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－ ②析氢腐蚀 金属铁浸在含有K3[Fe(CN)6]2的盐酸溶液中，铁作为阳极失去电子，受腐蚀，杂质作为阴极，在其表面H＋得电子被还原析出氢气。两极反应式为： 阳极：Fe = Fe2＋＋2e－ 阴极：2H＋+2e－= H2↑ 在其中加入K3[Fe(CN)6]，则阳极附近的Fe2＋进一步反应： 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) （2）宏电池腐蚀 ①金属铁和铜直接接触，置于含有NaCl、K3[Fe(CN)6]、酚酞的混合溶液里，由于?O(Fe2＋/Fe)< ?O（Cu2＋/Cu），两者构成了宏电池，铁作为阳极，失去电子受到腐蚀（属于吸氧腐蚀）。两极的电极反应式分别如下： 阳极反应式： Fe = Fe2＋＋2e－ 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(铜表面)反应式： O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－ 在阴极由于有OH－生成，使c(OH－)增大，所以酚酞变红。
高考总复习金属的电化学腐蚀与防护 编稿：房鑫审稿：曹玉婷 【考纲要求】 1．金属腐蚀的种类，探究金属发生电化学腐蚀的原因。 2．了解金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。 【考点梳理】 考点一：金属腐蚀 1．定义：金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 2．本质：金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化生成金属阳离子的过程。 M－ne－==M n+（M代表金属元素）。 3．类型：（1）化学腐蚀：金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程。 （2）电化学腐蚀：不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程。 考点二：金属的电化学腐蚀 1 2．电化学腐蚀的种类： （1）种类：吸氧腐蚀与析氢腐蚀 （2）吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较（以钢铁为例） 3．金属腐蚀的快慢一般规律 (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>有防腐措施的腐蚀。 (2) 在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。 (3) 有保护措施的条件下，无防护条件的腐蚀>有一般防护条件下的腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法条件下的腐蚀>外接电源（负极）的阴极保护法条件下的腐蚀。 (4) 对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 (5) 由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。 考点三：金属的电化学防护 1．在金属表面覆盖保护层。 ①在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质；
金属的电化学腐蚀与防护
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《金属的电化学腐蚀与防护》 一、选择题 1. 为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是 A. 在精密机床的铁床上安装铜螺钉 B. 在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中 C. 在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里 D. 在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极 2. 以下现象与电化学腐蚀无关的是 A. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B. 生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 C. 铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 D. 银制奖牌久置后表面变暗 3. 埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下被腐蚀的速度最慢的是 A. 在含铁元素较多的酸性土壤中 B. 在潮湿疏松透气的土壤中 C. 在干燥致密不透气的土壤中 D. 含碳粒较多、潮湿透气的中性土壤中 4. 下列各方法中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是 ①金属表面涂抹油漆②改变金属的内部结构③保持金属表面清洁干燥④在金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜 A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤D．全部 5. 下列对金属及其制品的防护措施中，错误的是 A. 铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置于潮湿处 B. 通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜 C. 对于易生锈的铁制品要定期刷防护漆
D. 把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢 6. 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，再放置于玻璃钟罩里保存一星期后，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 7. 下列关于金属腐蚀正确的是： A. 金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是：M + n H2O === M(OH)n + n/2 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 8. 随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提上议事日程，其首要原因是 A．利用电池外壳的金属材料 B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D．回收其中石墨电极 9. 将金属A和金属B分别放入稀H2SO4中均有氢气生成．若将金属A和金属B相连后投入稀H2SO4中发现A被腐蚀；B未被腐蚀．关于B的叙述正确的是 A．金属活动性A＞B B．还原性B＞A C．在后者装置中金属A发生还原反应，金属B发生氧化反应
金属的腐蚀及其原理 【引入】大家如果细心的话就可以发现生活中的金属器皿，使用久了后，就会生锈。例如，或防盗网、风扇的护栏，或者铜器会出现铜绿（Cu2(OH)2CO3）。大家翻倒课本的 23页，看看图1—26，可以先想象一下，这辆车刚买时是白白亮亮的，风光无限，现在呢，还风不风光？已经是锈迹斑斑，风光不在了。无论是防盗网的生锈还是汽 车的生锈都是由于金属的腐蚀引起的，那大家知道金属为什么会发生腐蚀吗？它的 原理是什么呢？ 【讲述】带着这两个问题我们今天就来学习这方面的内容。 【板书】金属的腐蚀及其原理 【讲述】大家看到课本的23页的第三段，一起说一下金属腐蚀的概念是什么？ 【板书】一、金属的腐蚀 1、定义：金属或合金与其他物质发生化学反应而被腐蚀的现象。 【讲述】现在举个例子来理解这个概念。在制取H2时，往Zn片中滴加稀盐酸，如果稀盐酸量足够的话，可以看到锌片逐渐的消失了。 【提问】为什么锌片会消失呢？ 【讲述】是由于Z n—2e- ＝Z n2+，锌离子进入到溶液中了。 【提问】大家思考一下，金属腐蚀的本质是什么？ 【引导】金属腐蚀是指金属或合金与其他物质发生化学反应，金属在化学反应中是得点子还是失去电子？ 【讲述】是失电子的。所以金属腐蚀的本质就是金属原子失去电子而被氧化的过程，用式子表示为M—ne- ＝M n+,例如：Z n—2e- ＝Z n2+ 【过渡】金属腐蚀是不是都是一样的呢，不一样的话，可分为哪两种腐蚀？ 【讲述】化学腐蚀与电化学腐蚀 【板书】金属腐蚀 电化学腐蚀 【提问】大家一起说一下化学腐蚀的概念？ 【讲述】化学腐蚀是金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应，举几个例子： 这些都是化学腐蚀。【提问】大家一起说一下电化学腐蚀的概念？ 【讲述】不纯的合金或金属发生原电池反应，使较活泼金属被腐蚀。比如：防盗网的生锈、自行车轮子、链条的生锈都是电化学腐蚀。 【提问】现在我们学习化学腐蚀与电化学腐蚀，那它们之间有什么共同点或不同点？ 【讲述】首先我们来看电化学腐蚀。它形成了原电池，有微弱的电流产生，而化学腐蚀是直接发生氧化还原反应，所以无电流产生。 【讲述】化学腐蚀与电化学腐蚀都是金属失去电子变为离子，所以它们的共同点就是金属腐蚀的本质：M—ne- ＝M n+ 【讲述】现在跟大家分享一组数据，我国每年钢铁的腐蚀量占全年钢铁产量的1／10，占国民生生产总值的页也就是GDP的4%，4%是什么概念呢？我国每年的教育经费都不 足4%的。这说明每年钢铁的腐蚀都会造成巨大的经济损失。 【过渡】那钢铁的腐蚀属于化学腐蚀还是电化学腐蚀？
高考总复习金属的电化学腐蚀与防护 【考纲要求】 1．金属腐蚀的种类，探究金属发生电化学腐蚀的原因。 2．了解金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。 【考点梳理】 考点一：金属腐蚀 1．定义：金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 2．本质：金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化生成金属阳离子的过程。 M－ne－==M n+（M代表金属元素）。 3．类型：（1）化学腐蚀：金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程。 （2）电化学腐蚀：不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程。 考点二：金属的电化学腐蚀 1 2．电化学腐蚀的种类： （1）种类：吸氧腐蚀与析氢腐蚀 （2）吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较（以钢铁为例） 【高清课堂：399291金属腐蚀的一般规律】 3．金属腐蚀的快慢一般规律 (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>有防腐措施的腐蚀。 (2) 在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。 (3) 有保护措施的条件下，无防护条件的腐蚀>有一般防护条件下的腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法条件下的腐蚀>外接电源（负极）的阴极保护法条件下的腐蚀。 (4) 对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 (5) 由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。 考点三：金属的电化学防护 1．在金属表面覆盖保护层。 ①在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质；
2019-2020学年高中化学人教版选修四第四章电化学基础4.4金属的电化学腐蚀与防 护（II）卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、 2017_2018学年高中化学新人教版选修4第四章电化学基础 (共12题；共47分) 1. （2分） (2016高二上·广州期末) 埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下被腐蚀速率最慢的是（） A . 在潮湿疏松的土壤中 B . 在含铁元素较多的酸性土壤中 C . 在干燥致密不透气的土壤中 D . 在含碳较多的潮湿透气的中性土壤中 2. （2分） (2017高二上·莆田期末) 下列说法不正确的是（） A . 用电解法精炼粗铜的时候纯铜做阳极 B . 将镁块与钢铁输水管相连，可以防止钢铁腐蚀 C . 熔融烧碱的时候，不能使用石英坩埚 D . 可以用硫酸或者CO2中和碱性废水 3. （2分） (2016高二上·汕头期中) 能有效防止铁质栏杆锈蚀的措施是（） A . 接上铜网 B . 与石墨相连 C . 定期涂上油漆 D . 定期擦去铁锈 4. （2分） (2017高二上·辽宁期末) 下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是（）
A . 图1中，铁钉易被腐蚀 B . 图2中，滴加少量K3[Fe（CN）6]溶液，没有蓝色沉淀出现 C . 图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀 D . 图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极 5. （2分）下列叙述中，正确的是（） A . 钢铁腐蚀的负极反应为：Fe﹣3e﹣=Fe3+ B . 碱性介质甲烷燃料电池的正极反应为：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣ C . Mg﹣Al及NaOH溶液构成的原电池中负极材料为Mg D . 氯碱工业中阳极上产生的气体比阴极上产生的气体多 6. （2分） (2016高一下·湛江期末) 下列叙述不正确的是（） A . 铁制品表面镀锌可以增强其抗腐蚀性 B . 在海轮外壳上连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 C . 马口铁（镀锡）外层镀层被破坏后，里面的铁更易被腐蚀 D . 利用外加电流的阴极保护法，可以将水下的钢闸门与电源正极相连 7. （2分）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是（）
《金属的电化学腐蚀与防护》 、选择题 1.为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是 A. 在精密机床的铁床上安装铜螺钉 B. 在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中 C. 在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里 C.在干燥致密不透气的土壤中 D.含碳粒较多、潮湿透气的中性土壤中 4. 下列各方法中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是 ①金属表面涂抹油漆 ②改变金属的内部结构 ③保持金属表面清洁干燥 ④在金属表 面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜 A .①②③④ B .①③④⑤ C .①②④⑤ D .全部 5. 下列对金属及其制品的防护措施中，错误的是 A. 铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置于潮湿处 B. 通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜 C. 对于易生锈的铁制品要定期刷防护漆 D. 把Cr 、Ni 等金属加入到普通钢里制成不锈钢 6. 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，再放置于玻璃钟罩里保存一星期后，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n 的低 C. 装置n 中的铁钉腐蚀最严重 D .装置川中的铁钉几乎没被腐蚀 7. 下列关于金属腐蚀正确的是： A. 金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是： 2. 3. D.在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极 以下现象与电化学腐蚀无关的是 A. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B. 生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 C. 铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 D ?银制奖牌久置后表面变暗 的速度最慢的是 A.在含铁元素较多的酸性土壤中 B.在潮湿疏松透气的土壤中 M + n H 2O === M(0H)n + n/2 H 2 f 川林管
高中化学人教版选修四第四章电化学基础第四节金属的电化学腐蚀与防护金属 的电化学腐蚀与防护A卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共22题；共44分) 1. （2分） (2016高二上·邯郸开学考) 下列有关原电池的说法中，正确的是（） A . 铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，镁片较活泼，作负极 B . 铝片和铜片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极 C . 镀锌铁和镀锡铁的镀层破损后，前者较易被腐蚀 D . 将反应2Fe3++Fe═3Fe2+设计为原电池，则可用锌片作负极，铁片作正极，FeCl3溶液作电解质 【考点】 2. （2分）下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（） A . 钢管与电源正极连接，钢管可被保护 B . 铁遇冷浓HNO3表面钝化，可保护内部不被腐蚀 C . 钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀 D . 钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋ 【考点】 3. （2分） (2018高三上·潮南开学考) 下列说法错误的是（） A . 聚乙烯是无毒高分子化合物，可用作食品包装 B . 在日常生活中，电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因 C . 推广使用新能源，可以减少二氧化碳等温室气体的排放
D . 人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物 【考点】 4. （2分）(2016·大庆模拟) 化学与生产生活密切相关，下列说法不正确的是（） A . 食盐可以作为调味剂，也可以调节体液电解质平衡 B . 食品保鲜膜、塑料水杯等生活用品的主要成分是聚乙烯 C . 化工生产中煤的干馏、石油的分馏、天然气生产甲醇均属于化学变化 D . 高铁车厢材料大部分采用铝合金，因为铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀能力强 【考点】 5. （2分） (2018高一下·西城期末) 下列设备工作时，将化学能转化为电能的是（） A B C D 硅太阳能电池干电池燃气灶太阳能集热器 A . A B . B C . C D . D 【考点】
【知识梳理归纳】 一、金属的电化学腐蚀 1．金属的腐蚀 (1)概念 金属或合金与周围的物质发生反应而引起损耗的现象． (2)实质 金属原子电子变成阳离子的过程．即金属发生了反应． (3)类型 根据与金属不同，可分为腐蚀和腐蚀． 2．化学腐蚀 金属跟接触到的干燥气体如(O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生而引起的腐蚀． 3．电化学腐蚀 (1)概念 不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化．（2）分类 以钢铁的腐蚀为例 【问题探究】将纯铁放入稀H2SO4中，发生的是析氢腐蚀吗？ 提示：不是．析氢腐蚀是指不纯的金属(或合金)接触到酸性较强的电解质溶液所发生的原电池反应而引起的腐蚀，纯铁与稀H2SO4发生的是化学腐蚀． 二、金属的防护 1．改变金属内部组织结构如制成等．
2．金属表面加保护层 如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法． 3．电化学保护 (1)牺牲阳极的阴极保护法——原理 被保护的金属上连接一种更的金属，被保护的金属作原电池的极． (2)外加电流的阴极保护法——原理 被保护的金属与电源的极相连，作电解池的极． 【自我诊断训练】 1．(2012·福建高三质检)打开右图所示装置中的止水夹，一段时间后，可能观察到的现象是 ( ) A．烧杯中有气泡产生 B．试管内有黄绿色气体产生 C．铁丝网的表面产生锈迹 D．烧杯内溶液变红色 2．下列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＋n H2O === M(OH)n＋n/2H2↑ B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后，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 3．如图所示，在水槽中装入蒸馏水后，铁块腐蚀速率的大小顺序正确的是( ) A．Ⅰ＞Ⅱ＞ⅢB．Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅱ C．Ⅱ＞Ⅰ＞ⅢD．Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅰ 4．下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是 ( ) A．在铁门、铁窗表面涂上油漆
金属的电化学 腐蚀 学号：12014424 姓名：袁帅
氧化还原反应是普遍存在的一类重要的反应。金属锈蚀及许多化工生产都涉及到氧化―还原反应。氧化还原反应的本质是电子得失或偏移，原子之间发生了较强烈的电子偏移、引起氧化数的改变。由此产生了电子得失，即电化学。电化学是化学学科中的一个重要内容。电化学现象在工农业生产和生活中随处可见，如铁会生锈，而用铁制造的船则不会被腐蚀等。本文就电化学腐蚀的有关问题对氧化还原反应阐述一些粗浅的认识。 众所周知，铁放在潮湿的空气中会被腐蚀，这就是通常所说的电化学腐蚀。以下以铁的腐蚀为例分析电化学腐蚀的种类和规律。（1）析氢腐蚀 当生铁的表面吸附一层呈酸性的水膜时（水膜中溶有SO2或CO2），铁溶解并放出H2，这相当于Fe的酸液界面上形成了“短路电池”，这种腐蚀通常被称为析氢腐蚀。 正极反应：Fe(s)＝Fe2+(aq)＋2e Fe(s)/Fe2+(aq)＝－0.4402 V 负极反应：2H+(aq)＝H2(g)-2e- 2H+(aq)/H2(g)＝0 V 电池反应：Fe(s)＋2H+(aq) ＝Fe2+(aq)＋H2(g) ?1＝?H+(aq)/H2(g)－?Fe(s)/Fe(aq)＝0.4402+（2.303RT/2F）lg（C2(H+)／C(Fe2+) ） 故只要?1＞0，铁就会被腐蚀，且腐蚀速度随T和C(H+)的升高而变快，即使在C(H+)＝10-7，C(Fe2+)＝10-6，T＝253 K 时，?1仍大于0，反
应仍可进行。所以,不含氧的酸性（甚至中性）水膜中铁会发生析氢腐蚀。 （2）吸氧腐蚀 若水膜中含有氧， 上述的正极会变成：O2(P)＋4H+(aq)＝2H2O－4e- ?O2/H2O＝1.229 V 电池反应：2Fe(s)+ O2(P)＋4H+(aq)＝2Fe2+(aq)＋2H2O ?2＝?O2/H2O-?Fe(aq)/Fe(s)＋（2.303 RT／4F）lg（lgC4(H+)／C2(Fe2+)） 若在酸性或中性水膜中，有氧存在时，则发生吸氧腐蚀，铁的腐蚀会更严重。 （3）电化学腐蚀实例解析 根据上面的分析，铁放在潮湿的空气中会被腐蚀，用铁制造的船情况如何呢？ 铁是较活泼的金属，在水中当然会被腐蚀，但我们所见到的轮船长期在水中却安然无恙。这是因为造船时在船底放了足够的金属锌块，金属锌的活泼性比铁更强，在发生电化学腐蚀时锌首先被腐蚀，因此铁得到保护。 正极反应：Fe2+(aq)＝Fe(s)－2e 半电池符号及标准电动势: Fe(s)/Fe2+(aq),?Fe(s)/Fe(aq)＝－0.4402 V 负极反应：Zn(s)＝Zn2+(ag)＋2e-
专题八电化学基础金属的腐蚀与防护 1．[2018·辽宁省大石桥市月考]化学与生产、生活密切相关，下列说法不正确的是( ) A．钢铁在海水中比在河水中更易被腐蚀，主要原因是海水含氧量高 B．硅胶多孔，吸水能力强，常用作袋装食品的干燥剂 C．用纯碱溶液清洗油污时，加热可以提高去污能力 D．高纯硅广泛应用于太阳能电池、计算机芯片 2．[2018·浙江省温州市二模]某电化学气敏传感器的工作原理如图所示，下列说法不正确的是( ) A．a极为负极 B．b极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C．电解质溶液中的OH－移向a极 D．该传感器工作一段时间后，电解质溶液的pH值将变大 3．[2018·全国卷Ⅱ]我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na－CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳钠米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na??→ ←??2Na2CO3＋C。下列说法错误的是( ) A．放电时，ClO－4向负极移动 B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2 C．放电时，正极反应为：3CO2＋4e－===2CO2－3＋C D．充电时，正极反应为：Na＋＋e－===Na 4．[2018·北京通州区二模]研究金属腐蚀及防护的装置如图所示。 下列有关说法不正确的是( ) A．图1：a点溶液变红 B．图1：a点的铁比b点的铁腐蚀严重 C．图2：若d为锌，则铁不易被腐蚀 D．图2：正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 5．[2018·浙江省金华市十校联考]某高能电池以稀硫酸作为电解质溶液，其总反应式为CH2===CH2＋O2===CH3COOH。下列说法正确的是( )
金属的电化学腐蚀与防护 摘要：金属腐蚀是自发的普遍存在的一种现象，它对人类社会产生巨大的危害，对金属材料的腐蚀进行防护是十分必要的，本文主要介绍了金属电化学腐蚀机理，以及金属防腐方法。关键词：金属、腐蚀机理、防腐蚀 一、前言 金属材料的腐蚀，是指金属材料和周围介质接触时发生化学或电化学作用而引起的一种破坏现象。对于金属而言，在自然界大多是以金属化合物的形态存在。从热力学的观点来看，除了少数贵金属(如金、铂等)外，各种金属都有转变成离子的趋势。因此，金属元素比它们的化合物具有更高的自由能，必然有自发地转回到热力学上更稳定的自然形态——氧化物的趋势。 电化学保护是指在电化学腐蚀系统中，通过施加外加电流将被保护金属的电位移向免蚀区或钝化区，以降低金属腐蚀程度，这是一项经济而有效的腐蚀控制措施。在一定条件下，电化学保护不仅能防止金属在海水、土壤或化工介质中的腐蚀，而且还能防止金属发生全面腐蚀和局部腐蚀。若将电化学保护与涂料、缓蚀剂联合起来，可取的更好的防止金属腐蚀的效果。目前电化学保护技术已广泛应用于造船、海洋工程、石油和化工等部门，并作为一种标准的防腐蚀措施列入规范与法规之中。由于金属材料的腐蚀可造成设备的跑、冒、滴、漏，污染环境，甚至发生中毒、火灾、爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，因此腐蚀的防护成为急需发展的学科,研究金属材料的腐蚀机理，弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防护措施，对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产力都具有十分重大的意义。 二、金属的电化学腐蚀机理 1、腐蚀概念 金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。 2、电化学腐蚀机理 反应过程同时有阳极失去电子的阳极反应，阴极获得电子的阴极反应以及电子的流动，其历程服从电化学动力学的基本规律。 绝大多数情况下，由于金属表面组织结构不均匀，上述的一对电化学反应分别在金属表面的不同区域进行在。例如当把碳钢放在稀盐酸中时，在钢表面铁素体处进行的是阳极反应（即Fe→Fe2++2e-），而在钢表面碳化铁处进行的则是阴极去极化反应（即2H++2e-→H2↑）。与这一对电化学反应进行的同时，则有电子不断地从铁素体流向碳化铁。我们把发生阳极反应的区域叫做阳极区，铁素体是阳极；把发生阴极反应的区域叫做阴极区，碳化铁是阴极；而在阳极与阴极之间不断地有电子流动。这种情况和电池的工作情况极为类似，只不过这里的阳极（铁）和阴极（碳化铁）的数目极多，面积极小，靠的极近而已，所以通常称它为腐蚀微电池。金属的电化学腐蚀之所以采取腐蚀微电池的形式，一方面是由于金属表面存在着各种各样的电化学不均匀性，为电化学反应的空间分离准备了客观条件；另一方面则是由于这两个反应分地区进行时遇到的阻力较小，因而在能量消耗上对反应的进行有利。但是从防止和减少腐蚀的观点看，这当然是不利的，我们应当设法尽量减少或消除金属表面的电化学不均匀性。 电化学腐蚀又根据其电解质溶液酸碱度的不同分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。 A、析氢腐蚀:(腐蚀过程中有氢气放出) 腐蚀过程中的阴极上有氢气析出的腐蚀。它常发生在酸洗或用酸浸蚀某种较活泼金属的加工过程中。Fe作为腐蚀电池的阳极,钢铁中较Fe不活泼的其他杂质作阴极,H+在阴极上获
《金属的电化学腐蚀与防护》教案 复习：我们已经学习了原电池和电解池的原理，请同学们判断下列装置属于哪类电池？判断装置中电极材料及哪极金属有损耗? 这属于哪类电池？判断电极材料及书写电极反应。 学生：讨论并回答问题 讲述：在实际生活、生产中要应用到原电池原理，如手机电池、汽车用的铅蓄电池等各种电池，这是造福于社会、造福于人类的有益的事，但也有不利的方面，比如这两个装置中分别是锌和铁被腐蚀，而带来危害。本节我们来探究： 板书：第四节金属的电化学腐蚀与防护 引导：请同学们展示你们收集的有关“金属腐蚀”的资料 讲述：通过以上资料表明，因金属腐蚀而产生的危害是很大的，那什么是金属腐蚀呢？ 指导：请同学们阅读教材P84从金属腐蚀到倒数第二段。 学生阅读： 学生回答：指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程 点鼠标： 提问：从金属元素的原子结构角度分析，金属为什么会被腐蚀？ 金属失去了电子。 点鼠标： 追问：金属腐蚀分为哪能几类？ 学生回答：分化学腐蚀和电化学腐蚀 讲述：通过阅读举出属于化学腐蚀和电化学腐蚀的例子? 学生回答：铁和氯气直接反应而腐蚀，钢管被原油中的含硫化合物腐蚀均为化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中生锈是电化学腐蚀。 设疑：电化学腐蚀是怎样形成的？它具有哪些特征？ 计论：全班分小组讨论，小组代表小结。 问题： 1、电化学腐蚀的形成条件和特征。 2、化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系。 小结：填课件中表格 过渡：钢铁在潮湿的空气里所发生的腐蚀，就是电化学腐蚀的最普通的例子。在一般情况下，金属腐蚀大多是电化学腐蚀。 板书：一、金属的电化学腐蚀 课件：展示图片：船上的铁锚浸泡在海水中，为什么铁与空气接触的位置最容易生锈呢？ 课件：请看演示实验 提问：通过实验可知钢铁生锈的条件是什么？ 学生回答：空气和水 讲解：在潮湿的空气中钢铁表面会形成一薄层水膜，又溶解来自大气中的CO2、SO2、H2S等气体，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。这些微小的原电池遍布钢铁的表面，使钢铁腐蚀 课件：请观看钢铁腐蚀动画
第四节金属的电化学腐蚀与防护 目标与素养：1.了解金属的腐蚀及危害，理解电化学腐蚀的原理。(宏观辨识与变化观念)2.了解金属防护方法，特别是理解电化学防护的方法。(科学精神与社会责任) 一、金属的腐蚀 1．金属腐蚀 (1)概念：金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。 (2)本质：金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化反应)：M－n e－===M n＋。 2．化学腐蚀和电化学腐蚀 二、钢铁的电化学腐蚀 1．析氢腐蚀和吸氧腐蚀 析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述 条件水膜酸性较强水膜酸性较弱或呈中性 电 极 反 应 负极Fe－2e－===Fe2＋ 正极2H＋＋2e－===H2↑O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反 应 Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3联系通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 ．实质：发生原电池反应，铁作负极，碳作正极。 三、金属的防护 1．金属的电化学防护 (1)牺牲阳极的阴极保护法：利用原电池原理，让被保护金属作正极，另找一种活泼性
较强的金属作负极。如图所示： (2)外加电池的阴极保护法：利用电解池原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，在电解质溶液里，接外加直接电源。如图所示： 2．金属的其他保护方法 (1)把金属制成防腐的合金，如不锈钢。 (2)加保护层。如喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)铝、锌制品因铝、锌还原性较弱，不能被空气氧化而能稳定存在于空气中。( ) (2)钢铁在潮湿的空气中易发生化学腐蚀。( ) (3)菜刀放于盐水中主要发生吸氧腐蚀。( ) (4)铁锌合金发生吸氧腐蚀时，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋。( ) [答案] (1)×(2)×(3)√(4)× 2．下列叙述错误的是( ) A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱 B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈 C．船体镶嵌铝条防腐蚀的原理是牺牲阳极的阴极保护法 D．马口铁(镀锡铁)的镀层破损后，铁仍能受到保护 [答案] D 3．将铁钉放入NaCl溶液中发生______________________腐蚀， 负极反应式为__________________________________________， 正极反应式为__________________________________________。 [答案] 吸氧2Fe－4e－===2Fe2＋O2＋4e－＋2H2O===4OH－
金属材料电化学腐蚀机理 自然环境(大气、土壤、海洋、生物和微生物等)和工业介质(酸、碱、盐、工业水、熔盐、燃气等)都可能造成金属材料的腐蚀。金属材料的腐蚀给人类带来巨大的经济损失和资源浪费。中国工程院咨询项目《中国工业和自然环境腐蚀问题调查与对策》显示，我国每年腐蚀总损失可达5000亿元以上，约占国民生产总值(GNP)的5%。电化学腐蚀是金属腐蚀的一种重要形式。它并不是一种纯化学反应过程，而是一种涉及电荷在电子导电相与离子导电相之间迁移的电化学过程。电化学腐蚀比单纯的化学腐蚀更为普遍。金属及其合金在大气、土壤、海水以及各种电解质溶液中发生的腐蚀都属于电化学腐蚀。因此，研究和分析金属的电化学腐蚀机理，对采取有效的防腐蚀措施具有重要的理论指导意义。 1电化学腐蚀的热力学条件 金属的电化学腐蚀可以看作是一个腐蚀电池的反应体系。反应体系从始态转变为终态时其自由能变化决定着电化学腐蚀能否自发进行。研究证明，lmol的金属，由于腐蚀电池的作用而转变为腐蚀产物时，其Gibbs自由能△G变化为: △G=一nF(E。一￡。) 式中n一腐蚀反应中电子转移数;F一法拉第常数;E。一阳极反应的平衡电位;E。一阴极反应的平衡电位。 在上式中，nF始终为正值，因此只有E。一E。>O时，反应的△‘为负值(自由能降低)，阳极金属的腐蚀才能自发进行。由此可见，阳极金属的电位越高，其腐蚀越困难，说明阳极金属热力学稳定性越好。在许多铁基合金中，铁元素相对电极电位较低，热力学稳定性较差，故铁元素首先作为腐蚀电池中的阳极而被腐蚀掉。 2合金元素的影响 2.1铬的影响 铬具有很强的钝化性能，加人到钢铁中使钢铁的钝化能力显著提高。铸铁中加人14%一36%的铬之后，在氧化性介质中铸铁表面能生成一层很薄而紧密附着在合金表面的钝化膜，从而大大提高合金铸铁的耐蚀性。这是因为铬的钝态是与形成的致密又高稳定性的CrZo3有关，Cr203相难熔，化学稳定性高，不溶于水和酸。18一8型不锈钢的耐蚀性主要取决于其铬元素的含量。 2.2镍的影响 镍的标准电极电位(一0.25v)高于铁(一0.45V)。故加人到金属中的镍能够提高金属材料的电极电位，有利于提高其耐蚀性。镍又是扩大下区的元素，钢铁中的镍含量达到一定值时可以获得单相奥氏体，有利于提高耐蚀性。例如，铸铁中加人12%一36%的镍后，使铸铁形成单一的奥氏体基体，其组织为奥氏体基体加石墨，并提高电极电位，减小钝化状态下的溶解电流密度，比普通铸铁提早钝化。 2.3稀土的影响 在电化学腐蚀条件下，稀土不仅是良好的变质剂，能细化晶粒，而且还能改变金属的电化学特性，提高电极电位，从而提高金属材料的耐蚀性。在高温浓碱液中，稀土镍铜合金铸铁的稀土含量为0.05%时其耐碱蚀性最好，腐蚀速度为0.3011111/a，稀土对铸铁的耐碱蚀效果具有双重性，即稀土含量在某一临界值以下时显著提高铸铁的耐碱蚀性，超过此值时反而会降低耐碱蚀性。 3金相组织的影响 在电解质溶液中，由于金属微观组织的电化学不均匀性，使金属表面和内部出现许多微小的腐蚀电池。例如，金属材料中的碳化物、硫化物、夹杂物等第二相和基体，晶内和晶界也会产生电极电位差而形成微小的腐蚀电池。多相合金是一个或更多的不同相的混合物，其成分