第四章電化學基礎第四節金屬的電化學腐蝕與防護

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欄目鏈接1.了解金屬腐蝕及其危害。2.了解金屬電化學腐蝕的原因及反應原理。3.了解金屬防護的一般方法：特別是電化學防護的方法。

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欄目鏈接要點一金屬的電化學腐蝕氣體或液體氧化還原失去電子氧化干燥氣體非電解質不純電解質原電池反應比較活潑失去電子

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欄目鏈接弱酸中酸O2＋2H2O＋4e－===4OH－2H＋＋2e－===H2↑2Fe－4e－===2Fe2＋Fe－2e－===Fe2＋2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3Fe(OH)3

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欄目鏈接1.結合金屬的腐蝕類型分析鋼鐵以哪種腐蝕為主？應用思考提示：由于鋼鐵通常所處的外部環境干燥度較低，氧氣的存在又比較廣泛，且原電池反應比一般的氧化還原反應速率高，所以鋼鐵主要是電化學腐蝕，其次為化學腐蝕，又因為鋼鐵表面一般不會遇到酸性較強的溶液。

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欄目鏈接?特別提示：只有在金屬活動性順序中位于氫前面的金屬才可能發生析氫腐蝕，而位于氫之后的金屬只能發生吸氧腐蝕。

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欄目鏈接1．下列關于金屬的腐蝕的說法，錯誤的是(

)A．無論化學腐蝕還是電化學腐蝕，金屬腐蝕的實質都是M－ne－===Mn＋B．金屬的化學腐蝕過程中電子由金屬直接轉移給氧化劑，所以無電流產生C．金屬的化學腐蝕必須在酸性條件下進行D．金屬腐蝕時往往是化學腐蝕和電化腐蝕同時發生，但主要是電化學腐蝕中吸氧腐蝕嘗試應用

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欄目鏈接解析：金屬腐蝕的實質是金屬失去電子而損耗的過程，故A正確；金屬的化學腐蝕是金屬和氧化性物質之間的氧化還原反應，金屬失電子而氧化劑得電子，電子由金屬直接轉移給氧化劑，所以無電流產生，B正確；金屬的腐蝕主要是電化學腐蝕中吸氧腐蝕，D正確；金屬發生化學腐蝕在酸性條件下可以發生，在較強的氧化劑中也可以發生，C錯誤。答案：C

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欄目鏈接要點二金屬的電化學防護1．犧牲陽極的陰極保護法應用________原理，讓被保護金屬作________，另找一種活潑性________的金屬作________。2．外加電流的陰極保護法利用______原理，把被保護的鋼鐵設備作為________極，用惰性電極作為輔助________極。在電解質溶液里，接外加________電源。原電池正極較強負極電解陰陽直流

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欄目鏈接應用思考2.電化學防護的實質是什么？提示：電化學防護的實質是把被保護的金屬作原電池的正極或電解池的陰極，不參與電極反應，從而不被氧化。

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欄目鏈接綜合拓展二、金屬腐蝕快慢的判斷以及金屬的防護1．金屬腐蝕快慢的判斷方法(1)在同一電解質溶液中：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞有防護措施的腐蝕。(2)同一種金屬在不同介質中腐蝕由快到慢的順序為：強電解質溶液＞弱電解質溶液＞非電解質溶液。(3)有無保護措施的：無保護措施的金屬腐蝕＞有一定保護措施的金屬腐蝕＞犧牲陽極的陰極金屬的腐蝕＞有外接電源的陰極金屬腐蝕。(4)對同一種電解質溶液來說，電解質溶液濃度越大，腐蝕越快。

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欄目鏈接?特別提示：對于活動性不同的兩金屬，活動性差別越大，氧化還原反應的速率越快，活潑金屬腐蝕越快；純度越高的金屬，腐蝕速率越慢。

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欄目鏈接2．金屬腐蝕的防護方法(1)改變金屬的組成結構。如鐵中加入一定比例的鉻煉制得鉻鋼，具有很高的耐腐蝕性。含鉻又含鎳的鉻鎳不銹鋼，其耐腐蝕性更好。(2)在金屬表面覆蓋一層保護層，使金屬與周圍具有腐蝕性的氣體和電解質溶液隔離，便可保護金屬，防止金屬腐蝕。如在金屬表面上噴漆、電鍍或覆蓋搪瓷，使表面鈍化等。(3)電化學保護法。如把金屬連接在電源的負極上，用陰極保護法，這樣就能消除引起金屬腐蝕的原電池反應；也可在金屬上鉚接比它更活潑的另一種金屬，用犧牲陽極保護法，發生電化學腐蝕時是較活潑的金屬被腐蝕而本身受到保護。

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欄目鏈接嘗試應用2．下列金屬的防護方法不正確的是(

)A．對健身器材涂油漆以防止生銹B．對某些工具的“機械轉動部位”選用刷油漆的方法來防銹C．用犧牲鋅塊的方法來保護船體D．自行車的鋼圈上鍍上一層Cr防銹解析：“機械轉動部位”應涂油脂防銹，油脂既能防水又能防止氣體對金屬的腐蝕，還能使轉動部位靈活。答案：B

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欄目鏈接一、金屬的電化學腐蝕例1如圖裝置中，U形管內為紅墨水，a、b試管內分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時間。下列有關描述錯誤的是(

)

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欄目鏈接A．生鐵塊中的碳是原電池的正極B．紅墨水柱兩邊的液面變為左低右高C．兩試管中相同的電極反應式是：Fe===Fe2＋＋2e－D．a試管中發生了吸氧腐蝕，b試管中發生了析氫腐蝕解析：本題考查了電化學腐蝕中的析氫腐蝕和吸氧腐蝕，解答時注意電解質的酸堿性。a為中性環境，發生吸氧腐蝕，氧氣被消耗，氣體壓強減小；b中酸性較強，發生析氫腐蝕，有氫氣放出，氣體壓強增大，所以紅墨水柱兩邊的液面變為左高右低，故B項錯。答案：B

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欄目鏈接名師點睛：鋼鐵腐蝕時，發生析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，主要取決于介質的酸堿性，一般來說，當介質為酸性時，主要發生析氫腐蝕；當介質為堿性、中性或弱酸性時，主要發生吸氧腐蝕。

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欄目鏈接變式應用

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欄目鏈接1．鐵是用途最廣的金屬材料之一。為探究鐵的化學性質，某同學將盛有生鐵屑的試管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中(如圖所示)。數天后，他觀察到的現象是(

)A．鐵屑不生銹，試管內液面上升B．鐵屑不生銹，試管內液面高度不變C．鐵屑生銹，試管內液面上升D．鐵屑生銹，試管內液面高度不變

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欄目鏈接變式應用解析：從圖示知，此裝置中發生吸氧腐蝕，鐵作負極，雜質C作正極，電極反應Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(可認為Fe2O3·xH2O即鐵銹)，反應中消耗試管中的O2，故液面上升。答案：C

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欄目鏈接例2為防止海輪船體被腐蝕，應在船體的水線以下位置嵌上一定數量的鋅塊。下列說法不正確的是(

)A．這是利用鋅比鐵活潑采取的犧牲陽極的陰極保護法B．這是利用電解原理采用的外加電流的陰極保護法C．因為鋅比鐵活潑，所以在鋅—鐵—海水原電池中，鋅是負極，失電子；而鐵做正極，被保護D．要定期更換鋅塊才能起到保護作用二、金屬的保護

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欄目鏈接解析：船體是鋼鐵制成的，為防止浸在海水中的鋼鐵被腐蝕而在船體嵌入鋅塊，是利用原電池原理，使活潑的鋅在鋅—鐵—海水原電池中做負極，失電子，而使鐵做正極，達到保護船體的目的。這種方法就是犧牲負極鋅而保護正極鐵，習慣上叫犧牲陽極的陰極保護法。因為鋅在反應中失去電子被消耗，所以要定期更換。答案：B名師點睛：鋼鐵防護的主要措施有：①表面噴漆；②鍍鋅(原電池原理)；③加入Cr等制不銹鋼；④連接外接電源的負極(電解池原理)等。

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欄目鏈接變式應用2．下列敘述錯誤的是(

)A．生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱B．用錫焊接的鐵質器件，焊接處易生銹C．在鐵制品上鍍銅時，鍍件為陽極，銅鹽為電鍍液D．鐵管上鑲嵌鋅塊，鐵管不易被腐蝕

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欄目鏈接解析：本題考查金屬的腐蝕及電解原理的應用，意在考查考生對電化學知識的理解與應用能力。A項，生鐵中含有鐵和碳，構成原電池，生鐵易腐蝕，正確；B項，錫鐵構成原電池，鐵比錫活潑，易生銹，正確；C項，鍍件為陰極，錯；D項，為犧牲陽極的陰極保護法，正確。答案：C三、金屬腐蝕快慢的判斷例3如圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時，由快到慢的排列順序是(

)A．4＞2＞1＞3

B．2＞1＞3＞4C．4＞2＞3＞1D．3＞2＞4＞1

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欄目鏈接解析：本題考查金屬的腐蝕問題。金屬的腐蝕，從本質上講也是組成化學電池發生氧化還原反應的結果。在原電池中，活潑金屬為負極，該金屬被氧化，不活潑金屬便被保護起來，其被腐蝕的速度大大減小，所以裝置3中鐵被腐蝕的速度比1中的慢；反之，當鐵與比它不活潑的金屬，如Sn、Cu等連接起來，則其被腐蝕的速度增大，所以在容器2中的鐵比容器1中的鐵腐蝕得快。容器4是一個電解池，在這里Fe是陽極，不斷地以Fe2＋的形式進入容器中，從而加速了鐵的腐蝕，在上述四種容器中，容器4中的鐵的腐蝕過程是最快的。綜上分析，按鐵被腐蝕的快慢順序排列為：4＞2＞1＞3。答案：A

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欄目鏈接名師點睛：金屬腐蝕的快慢也就是金屬失電子的快慢。要看金屬在原電池反應中是正極還是負極，是否被“保護”等。在同一電解質溶液中，金屬腐蝕的快慢由下列原則判斷：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞有防護措施的腐蝕。

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欄目鏈接變式應用3．下列幾種金屬制品的鍍層損壞后，金屬腐蝕的速率最快的是(

)A．鍍鋁塑料B．食品罐頭盒(鍍錫)C．白鐵水桶(鍍鋅)D．鍍銀銅質獎章

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