1、第二节金属的腐蚀和防护学案 一、金属的腐蚀 1、定义： ，即为金属的腐 蚀。 2、金属腐蚀的实质： 。Mne-=M n+ 【科学探究】不同条件下铁钉的锈蚀并填空： 实验 方案 1 铁钉 +醋酸溶 液 2 铁钉 +CaCl2 固体 3、铁钉 +煮沸后 迅速冷却 的蒸馏水 4 铁钉 +植物 油 5 铁钉 +NaCl 溶液 6 铁钉+上 层植物油下 层是煮沸后 迅速冷却的 蒸馏水 现象 有 产 生,反应速 率 无现象 铁钉渐 渐生锈 结论 铁钉最 快被腐 蚀 没有 H2O,铁 钉极难 被腐蚀 由于无 O2,较难 被腐蚀 由于无 O2,H2O 铁钉不 能被腐 蚀 铁钉被 腐蚀 由于无 O2, 难被腐蚀
2、 3、分类：由于金属接触的介质不同，发生腐蚀的化学原理不同，一般可分为 和 。 （1）化学腐蚀： 跟接触到的物质(如 O2,Cl2,SO2 等) 发生化学反应而引起的 腐蚀。一般情况下，温度越高，金属腐蚀越快。如铁与氯气直接反应。 （2）电化学腐蚀： 跟 接触时，会发生原电池反应， 失去电 子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。如：钢铁在潮湿的空气中被腐蚀。 小结 化学腐蚀和电化学腐蚀都是铁等金属原子 ，也就是说，金属在腐蚀 的过程中，发生了氧化还原反应，在一般情况下，这两种腐蚀往往同时发生，只是电化学 腐蚀比化学腐蚀要普遍得多。 化学腐蚀 电化腐蚀 条件 现象 本质 联系 4、电化学腐蚀钢铁腐
3、蚀的主要原因 （1）原理：原电池反应。 （2）分类： 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强（pH4.3） 水膜酸性很弱或中性 负电 极 正 总反应方程式 联系 吸氧腐蚀更加普遍，危害更大。 二.金属防护 1、金属的本性和介质 （1）金属的本性： （2）介质影响：在金属在潮湿的空气中,接触腐蚀性气体或电解质溶液,都容易被腐蚀。 2、金属防护常用的方法 （1） 。如制造各种耐腐蚀的合金，如在普通钢铁中加入铬、镍等制 成不锈钢。 （2） ，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀。 在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。 用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀
4、上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、 镍等。这些金属常因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。 3、电化学保护法。将被保护的金属作为腐蚀电池的阴极，使其不受到腐蚀，所以也叫阴极 保护法。这种方法主要有以下两种： 牺牲阳极保护法： 此法是将活泼金属（如锌或锌的合金）连接在被保护的金属上，当 发生电化腐蚀时，这种活泼金属作为负极发生氧化反应，因而减小或防止被保护金属的腐 蚀。这种方法常用于保护水中的钢桩和海轮外壳等例如水中钢铁闸门的保护，通常在轮船 的外壳水线以下处或在靠近螺旋浆的舵上焊上若干块锌块，来防止船壳等的腐蚀。 外加电流的保护法：将被保护的金属和电源的负极连
5、接，另选一块能导电的惰性材料 接电源正极。通电后，使金属表面产生负电荷（电子）的聚积，因而抑制了金属失电子而 达到保护目的。此法主要用于防止在土壤、海水及河水中的金属设备受到腐蚀。 练习 1把 a、b、c、d4 块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。若 a、b 相连时 a 为负极；c 、d 相连时电流由 d 到 c；a、c 相连时 c 极上产生大量气泡；b、d 相连时 b 上有大量气泡产生；则四种金属的活动性顺序由强到弱为： .(acdb) 2烧过菜的铁锅未及时洗去含有 NaCl 的残液，过一段时间便出现红棕色的铁锈斑点，已 知该锈斑为 Fe(OH)3 失水的产物。表示 Fe
6、(OH)3 生成的电极反应式、离子方程式和化学方 程式分别为： （1）负极 ， 正极 ； （2） ； （3） 。 3.有人设计以 Pt 和 Zn 为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。 它依靠人体内血液种含有一定浓度的溶解氧、H +和 Zn2+进行工作。它的两极电极反应式分 别为： 。 4解释下列现象并写出有关原电池的电极反应： （1）马口铁（镀 Sn 铁皮）做的罐头，打开后为什么极易生锈？ （2）自来水管（镀 Zn 铁管）和白铁皮做的提桶，为什么不易生锈？ （3）轮船船壳的水线以下部分，为什么要装上一定数量 Zn 块？ 5桥梁上钢结构接头处须用铆钉连结，以下三种铆钉，选用
7、何种为好？ （1）铝铆钉 （2）铜铆钉 （3）钢铆钉 6下列各烧杯中盛有海水，依次插入：（1）Fe 片；（2）Cu、Fe 导线相连； （3）Sn、Fe 导线相连；（4）Zn、Fe 导线相连；（5）Al、Fe 导线相连；铁在其 中被腐蚀时由快到慢的顺序是：。 7. 我们已经知道，铁在潮湿的空气里易生锈。试设计一组实验（也可用图示）证明铁的生 锈，既不单纯是水的作用也不单纯是空气的氧化作用，而是水和氧气共同作用的结果。将 结果填入下表中： 1、实验过程 2、实验现象 3、实验结论 8、随着人们生活水平的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题已被提到议事日程，其 首要原因是（ ） 、利用电池外壳的金
8、属材料 、不使电池中渗泄的电解液腐蚀其它物品 、回收其中的石墨电极、防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 9、钢铁因原电池原理而容易腐蚀，在下列各种情况下被腐蚀速度最慢的是（ ） 、潮湿疏松透气的土壤中 、在含铁元素较多的酸性土壤中 、在含碳粒较多、潮湿透气的土壤中 、在干燥致密不透气的土壤中 10、写出钢铁发生电化学腐蚀的电极反应式。 11用于飞机制造业的重要材料是( ) A. MgAl 合金 B. CuSn 合金 C. AlSi 合金 D. 不锈钢 12下列物质中，不属于合金的是( ) A. 硬铝 B. 黄铜 C. 钢铁 D. 水银 13将生铁炼成碳素钢的主要目的是（ ） A
9、. 增大密度 B. 加入各种金属改善生铁的性能 C. 降低生铁里的含碳量，改良机械性能。 D. 使其更耐腐蚀 14下列有关铝的叙述正确的是 ( ) A锌的活动性比铝强 B不能用铝壶长期存放食醋 C纯净的铁是银白色的固体 D铁与盐酸反应生成氯化铁 15下列说法中不正确的是 （ ） A人类历史上使用最早的合金是青铜 B目前世界上使用量最大的合金是钢 C钢是制造宇宙飞船的理想材料 D制造青铜时加入锡的主要目的是降低熔点 162000 年 5 月保利集团在香港拍卖会上花费 3000 多万港币购回在火烧圆明园时流失的 国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首。普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是 Cu2(OH
10、)2CO3 。这三件 1760 年铜铸的国宝在 240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列 对其原因的分析，最可能的是 A它们的表面都电镀上一层耐腐蚀的黄金 B环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去 C铜的金属活动性比氢小，因此不易被氧化 D它们是含一定比例金、银、锡、锌的铜合金 17下列说法正确的是 A铝是地壳中含量最多的金属元素 B地球上的金属元素都是以化合态存在于自然界中 C所有金属都具有导电导热性，而在常温下都是固体。 D金刚石是一种由金为主而构成的合金 18有关铝或它的化合物的说法错误的是 A铝是活泼金属，所以在常温下不能用铝器储存浓硫酸 B铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆
11、盖着一层保护膜 C氧化铝是一种难熔物质，是一种较好的耐火材料 D氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药。 19钢笔的笔头是合金钢，钢笔头尖端是用机器轧出的便于使用的圆珠体。铱金笔的笔头 是用不锈钢制成的，为了改变钢笔头的耐磨性能，故在笔头尖端点上铱金粒为区别钢笔 而叫铱金笔。金笔是笔头用黄金的合金，笔尖用铱的合金制成的高级自来水笔。 下列说法错误的是（ ） A钢笔的笔头不易被氧化，抗腐蚀性能好。 B铱金笔的耐磨性能比钢笔要好 C金笔是笔头和笔尖都是用纯金制成的 D金笔经久耐磨，书写时弹性特别好，是一种很理想的硬笔。 20下列物质属于纯净物的是（ ） A.生铁 B.钢 C.赤铁矿 D.金刚石 21最近，科学家冶炼出了纯度高达 99.9999的铁，你估计它不会具有的性质是 A硬度比生铁低 B在潮湿的空气中放置不易生锈 C与 4molL 盐酸的反应速率比生铁快 D在冷的浓 H2SO4中可纯化 22. 表面镀有保护金属层的铁片，当镀层有破损时比普通铁片更易腐蚀的是 A白铁（镀锌铁） B马口铁（镀锡铁） C镀镍铁 D镀铜铁
