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金属的电化学腐蚀与防护 PPT

及河水中的金属设备的腐蚀.
[例2] 钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的
钢材占世界钢铁年产量的四分之一,因而金属的防护工
作特别重要.下列对几种常见的金属防腐方法的描述错
误的是
()
[名师精析] 如果镀层金属比保护的金属活泼,破损后可 构成原电池,仍然能在一定程度上保护金属,B项错误. [答案] B
B.自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施,所
以不需要停放在遮雨的地方
C.家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处
D.把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路,
可减小铁闸门的腐蚀速率
解析:加盖保护层,避免钢铁制品与电解质溶液接触,与 电源负极相连(作阴极),或连接更活泼金属等,都是钢铁 制品防腐的有效方法,故A、C正确,B、D不正确. 答案:AC
解析:A是牺牲阳极的阴极保护法,D是外加电流的阴极 保护法,而在金属表面进行电镀以及在一定条件下对金 属进行处理,在其表面形成一层致密的氧化膜,不是电 化学防腐的方法.
答案:BC
4.(2011·启东模拟)镁、铝、铁是重要的金属,在工业生产 中用途广泛. (1)镁与稀硫酸反应的离子方程式是__________________ __________,这种腐蚀属于________________(填“电化 学腐蚀”或“化学腐蚀”). (2)火车铁轨修补、焊接可以用“铝热反应”,即铝与铁的 氧化物(用通式FexOy表示)在高温下反应生成熔融的铁焊 接钢轨.请写出该反应的化学方程式:_______________ _______________________________.
[例1] 如图所示,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀
由快到慢的顺序为
()
A.②①③④⑤⑥ C.⑤④②①③⑥
B.⑤④③①②⑥ D.⑤③②④①⑥
[名师精析] ①是Fe为负极,杂质为正极的原电池腐蚀,是
钢铁的吸氧腐蚀,腐蚀较慢.其电极反应式为:负极:2Fe
-4e- === 2Fe2+,正极:2H2O+O2+4e- === 4OH-.②、 ③、④实质均为原电池装置.③中Fe为正极,被保护;②、
答案:A
1.改变金属的内部组织结构 例如:把铬、镍等加入普通钢里制成的不锈钢,就大 大地增加了钢铁的抗腐蚀力.
2.在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层,从而使金属制品跟周围 物质隔离开来,这是一种普遍采用的防护方法. 以钢铁的防护为例,根据保护层成分的不同,可分为如 下几种:
(1)在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物 质.例如,船身、车厢、水桶等常涂油漆;汽车外壳常 喷漆;枪炮、机器常涂矿物性油脂等.
有微弱电流产生
负极:Fe-2e-= = = Fe2+
反应式
2Fe+3Cl2=点= =燃= = 2FeCl3
正极:2H2O+ O2+4e-= = = 4OH-
正极:2H++ 2e-= = = H2↑
2.金属腐蚀快慢的影响因素 不纯的金属或合金,在潮湿的空气中形成原电池发生 电化学腐蚀,活泼金属因被腐蚀而损耗.金属腐蚀的 快慢与下列两种因素有关:
3.如图所示,在水槽中装入蒸馏水后,铁块腐蚀速率的大
பைடு நூலகம்
小顺序正确的是
()
A.Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ
B.Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ
C.Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ
D.Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ
解析:Ⅰ形成原电池,铁为负极,腐蚀较快;Ⅱ形成原 电池,铁为正极,被保护,腐蚀慢,故B项正确. 答案: B
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
(2)铜制品在经常下酸雨的地区电化学腐蚀严重.写出此 电化学腐蚀的电极反应式: 正极___________________________________________; 负极___________________________________________.
解析: (1)①②均为铜锌原电池,铜极上分别为H+、 Cu2+得电子被还原,③为锌的吸氧腐蚀,铜极上O2得 电子被还原. (2)铜的电化学腐蚀应注意与铁的区别,铜不能使H+还 原,故不可能发生析氢腐蚀,只能发生吸氧腐蚀;酸雨 是一个干扰因素,使电解质溶液中离子浓度增大,反应 加快.
(1)与构成原电池的材料有关,两极材料的活泼性相差越 大,氧化还原反应的速率越快,金属被腐蚀的速率就 越快.
(2)与金属所接触的电解质强弱有关,活泼金属在电解质溶 液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀,在强电解 质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀. 一般说来可用下列原则判断: 电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐 蚀>有防腐蚀措施的腐蚀.
(3)在潮湿的空气中,帆船的钢铁表面有一层水膜,很容易发 生腐蚀,其负极反应式为______________________;正极反 应式为________________________________. (4)青岛奥林匹克帆船中心通常用铝合金(AlZnCd)来保护海 底钢铁设施,其原理如图所示,其中负极的电极反应为 __________________;在实际应用中,用铝合金而不选用纯 铝,纯铝不能很好地起到保护作用的原因是_____________ ____________________________________________________ ____________________________________________________.
1.(2011·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
解析:用食盐水浸润的铁丝网发生吸氧腐蚀,NaCl溶液 不参与反应,仅仅充当电解质溶液,铁丝网的表面产生 锈迹,C对、B错;吸氧腐蚀过程中消耗氧气,因此试 管中压强减小,烧杯内液体进入试管中,A错;由于吸 氧腐蚀中正极反应为:O2+2H2O+4e- === 4OH-, 因此进入试管内的液体变红而烧杯中溶液不变色,D 答错案.: C
(2)用电镀、热镀、喷镀的方法,在钢铁表面镀上一层不易 被腐蚀的金属,如锌、锡、铬、镍等.这些金属都能被 氧化而形成一层致密的氧化物薄膜,从而阻止水和空气 等对钢铁的腐蚀.例如,常用的白铁就是在薄钢板上热 镀上一层锌;做罐头用的马口铁皮就是在 薄钢板上热镀 上一层无毒而又耐腐蚀的锡;自行车钢圈就是用电镀的 方法镀上一层既耐腐蚀又耐磨的铬或镍.
(5)如果船体钢铁保护层受损,选用铜、锌、锡中哪种金 属修补?________,理由是_________________________ _________________________________________________.
二、金属的防护 1.改变金属内部组织结构
如制成 合金 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—— 原电池 原理
被保护的金属上连接一种更活泼 的金属,被保护的金 属作原电池的正 极. (2)外加电流的阴极保护法——电解池 原理 被保护的金属与电源的 负 极相连,作电解池的阴 极.
第三节 金属的电化学腐蚀与防护
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气体或液体 物质发生 氧化还原 反应 而引起损耗的现象.
(2)实质 金属原子 失去 电子变成阳离子的过程.即金属发生了 氧化 反应.
(3)类型 根据与金属 接触的介质 不同,可分为 化学 腐蚀和电化 学 腐蚀.
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+nH2O === 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
解析:金属腐蚀的本质为M-ne- === Mn+,A错误; 选项B中Sn、Fe构成原电池,Fe作负极,发生反应:Fe -2e- === Fe2+,铁先被腐蚀,B错误;常温下,金属 发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀,难以和氧化剂(O2、 Cl2等)直接发生化学反应,D错误. 答案: C
Fe-2e- === Fe2+ 2Fe+O2+2H2O Fe+2H+ === Fe2++ === 2Fe(OH)2 H2↑
大家有疑问的,可以询问和交流
可以互相讨论下,但要小声点
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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.
(3)用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜. 例如,工业上常借一些溶液的氧化作用,在机器零件、 精密仪器、枪炮等钢铁制件的表面上形成一层致密的 黑色的四氧化三铁薄膜.
3.电化学保护法 (1)牺牲阳极的阴极保护法.常用于保护海轮外壳及石
油管道等. (2)外加电流的阴极保护法.主要用于防止土壤、海水
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)等直接发生化学反应而引起的腐蚀.
3.电化学腐蚀 (1)概念
不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应, 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
弱酸性 中性
酸性
2H2O+O2+4e- 2H++2e-===H2↑ === 4OH-
④中Fe为负极,均被腐蚀,但Fe和Cu的金属活泼性差别比
Fe和Sn的大,故Fe-Cu原电池中Fe被腐蚀较快;⑤是Fe接
电源正极作阳极,Cu接电源负极作阴极的电解腐蚀,加快
了Fe的腐蚀;⑥Fe接电源负极作阴极,Cu接电源正极作阳
极,防止了Fe的腐蚀.根据以上分析可知:铁在其中被腐蚀
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