电化学腐蚀

电化学腐蚀

一、 基础知识

1. 金属的腐蚀：金属的腐蚀是指金属及合金跟周围接触到的某些物质发生化学反应被氧化而消耗的过程。 2. 金属腐蚀的实质：金属原子失电子被氧化的过程。 3. 金属腐蚀的分类：

（1） 化学腐蚀：金属与气体等直接接触发生氧化还原反应而被消耗的过程

（2） 电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触发生氧化还原反应而被消耗的过程 a 析氢腐蚀：在强酸性环境下的电化学腐蚀 b 吸氧腐蚀：在弱酸性或中性环境下的化学腐蚀

例1. 以下现象与电化腐蚀无关的是

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. 铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 D. 银制奖牌久置后表面变暗

二、 钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀

例2．钢铁发生电化学腐蚀时, 负极发生的反应（ ） A ．2H ++2e-==H2 B ．2H 2O+O2+4e-== 4OH- C ．Fe-2e -==Fe2+

D ．4OH -+4e-==2H2O+O2

解析：钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，负极为铁，正极为碳，电解质溶液为溶有O 2或CO 2等气体的水膜。当水膜呈弱酸性或中性时发生吸氧腐蚀，负极反应为：Fe-2e -==Fe2+，正极反应为：2H 2O+O2+4e-== 4OH-；当水膜呈酸性时发生析氢腐蚀，负极反应为：Fe-2e -==Fe2+，正极反应为：2H ++2e-==H2。钢铁的电化学腐蚀以

吸氧腐蚀为主。故答案为C 项。

例3 钢铁生锈过程发生如下反应： ①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2； ②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； ③2Fe(OH)3=Fe2O 3+3H2O 。 下列说法正确的是

A ．反应①、②中电子转移数目相等 B ．反应①中氧化剂是氧气和水

C ．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀 D ．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀

答案：A 解析：

①②反应中消耗O 2的量相等，两个反应也仅有O 2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A 项正确。①中H 2O 的H 、O 两元素的化合价没有变，故不作氧化剂，B 项错；铜和钢构成原电池，腐蚀速度加快，C 项错；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D 项错。

三、 金属的防护

1. 内因：改变内部结构与组成 如 形成合金或不锈钢； 2. 外因：防止形成原电池

a 将电解质溶液改为非电解质溶液 b 镀上一层纯金属

3．电化学保护法：

a 加入活泼金属形成原电池，牺牲负极保护正极 b 外接电源负极形成电解池，保护阴极

例4 为防止轮船船体腐蚀，应在船壳水线以下位置嵌下一定数量的 A 铜块 B 铅块 C 锌块 D 钠块

四、 金属腐蚀快慢顺序

在同一电解质溶液中，金属腐蚀快慢可用下列规律判断：

电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀

例5 出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu 2(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说法正确的是 A. 锡青铜的熔点比纯铜高

B ．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用 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

答案：BC 解析：

锡青铜属于合金根据合金的特性，熔点比任何一种纯金属的低判断A 错； 由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，B 正确；

潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率，C 正确；

电化学腐蚀过程实质是有电子的转移，属于化学反应过程，D 错。

例 6 下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ） A ．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗

B ．当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用

C ．在海轮外壳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 D ．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀

解析：银器在空气中久置会被O2所氧化变黑，为化学腐蚀，A 正确。当镀层破损时，Sn-Fe 可形成原电池，不再起到保护作用，B 错。与Zn 块形成原电池，Zn 作负极（阳极），从而保护Fe 正极（阴极），所以C 正确；外加电流保护法应该与直流电源的负极相连，故D 错。 答案：A 、C

例 7为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是 A ．将青铜器放在银质托盘上 B ．将青铜器保存在干燥的环境中 C ．将青铜器保存在潮湿的空气中

D ．在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜

答案：BD

解析：铜绿是生活中常见现象，反应原理为2Cu+O2+CO2+H2O==Cu2CO 3(OH)2，故青铜器应保存在干燥的环境中或表面覆盖一层防渗的高分子膜防止被腐蚀。A 可能发生原电池反应而被腐蚀。

例 8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＋＋4OH －。以下说法正确的是

A ．负极发生的反应为：Fe －2e － Fe 2＋

B ．正极发生的反应为：2H 2O ＋O 2＋2e － 4OH － C ．原电池是将电能转变为化学能的装置

D ．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀

答案：A

解析：钢铁在潮湿的环境中发生吸氧腐蚀，负极反应为：Fe －2e － Fe 2＋，正极反应为：2H 2O ＋O 2＋4e －4OH

－，在空气与水交界处溶液中的氧气不断溶解，因此在空气与水交界处钢铁更容易腐蚀。

高考链接

1．（2011浙江高考10）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周中心区(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少。下列说法正确的是

A ．液滴中的Cl ―由a 区向b 区迁移

B ．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O 2＋2H 2O ＋4e －

4OH －

C ．液滴下的Fe 因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe 2＋由a 区向b 区迁移，与b 区的OH ―形成

Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈

D ．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl 溶液，则负极发生的电极反应为：Cu

－2e －

Cu 2＋

4OH －。液滴下的Fe 发生负极反应，Fe －

解析：液滴边缘O 2多，在碳粒上发生正极反应O 2＋2H 2O ＋4e －

2e －

Fe 2＋，为腐蚀区(a)。 A ．错误。Cl －

由b 区向a 区迁移

B ．正确。

C ．错误。液滴下的Fe 因发生氧化反应而被腐蚀。 D ．错误。Cu 更稳定，作正极，反应为O 2＋2H 2O ＋4e －答案：B

【评析】本题考察电化学内容中金属吸氧腐蚀的原理的分析。

老知识换新面孔，高考试题，万变不离其宗，关键的知识内容一定要让学生自己想懂，而不是死记硬背。学生把难点真正“消化”了就可以做到一通百通，题目再怎么变换形式，学生也能回答。

4OH －。

9．（09北京卷6）下列叙述不正确的是．．．A ．铁表面镀锌，铁作阳极

B ．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀 C ．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O 2+2H2O +4e-=4O H - D ．工业上电解饱和和食盐水的阳极反应：2C l --2e -=Cl 2↑

答案：A