高中化学能力突破第三单元《金属的腐蚀与防护》 知识清单+对点训练+课后作业 （含解析）苏教版选修4.doc

一、金属的电化学腐蚀
1．金属的腐蚀
(1)金属腐蚀的概念：金属的腐蚀指的是金属或合金跟周围环境中接触到的物质发生化学反应被氧化而腐蚀损耗的现象。
(2)金属腐蚀后的特征
金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能等方面都发生一定的变化。
(3)金属腐蚀的本质
金属腐蚀的 本质是金属原子失去电子变成阳离子的过程。也就是说，金属腐蚀的本质是金属发生了氧化反应。
(4)金属腐蚀的类型
由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
①化学腐蚀
金属与其他物质(如O2、Cl2、SO2等)直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。
②电化学腐蚀
不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。
2．电化学腐蚀
(1)实验探究
 
a　　　　　　　　　b

实验步骤：向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的两支具支试管(分别标记为a、b)中。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱(在水中滴加几滴红墨水)的变化和试管中的现象。
实验现象：两支具支试管中都有红色铁锈产生，a装置导管内水柱上升，b装置导管内水柱低于小试管液面。
实验结论：装置a的导管中水柱上升，说明大试管内气体体积减小，a装置中有气体参加反应，由于是空气中的气体，故是氧气，发生吸氧腐蚀；装置b的导管中水柱下降，说明大试管内有气体生成，根据有铁和醋酸存在，生成的气体是氢气，发生析氢腐蚀。a、b装置构成原电池，a中氧气所发生的反应类似于氢氧燃料电池的反应。
(2)原理分析
①通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁表面凝结了一层溶解有氧气的水膜，它与钢铁中的碳和铁形成了原电池。这些微小的原电池遍布钢铁表面。
Fe为负极，碳为正极，溶有O2的水膜为电解质溶液。
负极：2Fe－4e－===2Fe2＋(氧化反应)
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (还原反应)
总反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，
Fe(OH)3脱去一部分水生成的Fe2O3•nH2O就为铁锈的主要成分。所以实验a具支试管中O2减少，压强减小，导管中水面上升。因此铁在这种环境中被腐蚀称为吸氧腐蚀，钢铁的这种腐蚀还是占主要的。
②如果钢铁表面水膜的酸性较强(如在某些化工厂附近的酸性气氛中)，此时，正极就会析出氢气。其电极反应如下：
负极：Fe－2e－===Fe2＋(氧化反应)
正极：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)
总反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
如果钢铁表面水膜的酸性较弱，随着氢气的析出，水膜的pH上升，Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2继续与空气中的O2作用，生成Fe(OH)3，进而形成铁锈，这种形成铁锈的方式叫析氢腐蚀。[来源:学|科|网]
总之无论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，作为负极的铁都不断地被氧化，且金属腐蚀主要是电化学腐蚀，而电化学腐蚀中吸氧腐蚀又是主要的。………………………………【全文请点击下载word压缩文档】点击下载此文件