金属的电化学腐蚀与防护人教版

1、第四节第四节 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护第四章第四章 电化学基础电化学基础 全球全球每一分钟每一分钟就有就有1吨吨钢腐蚀成铁锈钢腐蚀成铁锈. 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约全球每年钢铁腐蚀的经济损失约100000亿美元，占各国国民生产总亿美元，占各国国民生产总值的值的2%4%，我国钢铁腐蚀经济我国钢铁腐蚀经济损失高达损失高达28002800亿人民币亿人民币，约占国民，约占国民生产总值的生产总值的4%，每年约有，每年约有30%的钢的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊人的。的损失是惊人的。金属的腐蚀在生活中非常普遍金属的腐蚀在生活中非常普遍钢铁

2、生锈钢铁生锈铁锈的主要成分：铁锈的主要成分：Fe2O3xH2O铜器生锈铜器生锈铜器表面生成铜绿铜器表面生成铜绿铜器表面生成铜绿铜器表面生成铜绿,主要成主要成分：分：Cu2(OH)2CO3一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀1、什么是金属腐蚀？、什么是金属腐蚀？ 指金属与周围的气体或液体物质指金属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。发生氧化还原反应而引起损耗的现象。2、金属腐蚀的本质是什么、金属腐蚀的本质是什么? 是金属本身失去电子变成阳离子是金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）。的过程（发生氧化反应）。M - ne- = Mn+金属腐蚀受温金属腐蚀受温度影响度影响家用燃

3、气灶的中心部位很家用燃气灶的中心部位很容易生锈容易生锈食品罐头盒放在南极食品罐头盒放在南极80多年了，却很少生锈多年了，却很少生锈金属的腐蚀受潮湿程度影响金金属属腐腐蚀蚀化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀 （更普遍且危害大更普遍且危害大）3、金属腐蚀的类型、金属腐蚀的类型根据与金属接触的介质不同根据与金属接触的介质不同 金属与接触到的金属与接触到的干燥气体（如干燥气体（如O2,Cl2,SO2）或或非电解质液体非电解质液体(如石油如石油)等直接发生化学反应等直接发生化学反应引起的腐蚀引起的腐蚀,叫做化学腐蚀叫做化学腐蚀。化学腐蚀化学腐蚀（2）原理）原理：（1）定义：）定义： 金属跟氧化剂金属跟

4、氧化剂直接发生氧化还原反应直接发生氧化还原反应。 不纯的金属与不纯的金属与电解质溶液电解质溶液接触时，发接触时，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子生原电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。电化学腐蚀电化学腐蚀（1）定义：）定义：（2）原理）原理： 形成原电池，比较活泼金属做原形成原电池，比较活泼金属做原电池的负极，失去电子，被氧化。电池的负极，失去电子，被氧化。电化学腐蚀电化学腐蚀思考为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，思考为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈？发生了什么反应？而在潮湿的空气中却易生锈？发生了什么

5、反应？ 在潮湿的空气里在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水膜中溶解有来自大气中层薄薄的水膜。水膜中溶解有来自大气中的的CO2、SO2、H2S等气体等气体 使水膜中含有使水膜中含有一定量的一定量的H + H2O + CO2 H2CO3 H + + HCO3 - H2O H + +OH-这样在钢铁表面形成了一层电解质这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。的碳构成无数微小的原电池。钢铁表面形成的微小原电钢铁表面形成的微小原电池示意图池示意图钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀示意图示意图钢铁的钢铁的吸

6、氧腐蚀吸氧腐蚀示意图示意图钢铁的电化学腐蚀钢铁的电化学腐蚀析析氢腐蚀氢腐蚀吸吸氧腐蚀氧腐蚀条件条件电电极极反反应应负极负极Fe(-)正极正极C(+)总反应总反应联系联系水膜呈水膜呈酸性较强酸性较强水膜呈水膜呈中性中性或或弱酸性弱酸性Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2H+2e-=H22H+Fe=Fe2+H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe2O3 xH2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金属的腐蚀以金属的腐蚀以电化学腐蚀电化学腐蚀为主，为主，电化学腐蚀又以电化学腐蚀又以吸氧腐蚀吸氧腐蚀为主为主金属腐蚀的实质金属的腐蚀种类

7、化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀原理区别腐蚀速度联系归纳小结金属的化学腐蚀与电化学腐蚀比较金属原子失去电子被氧化而消耗的过程：M - ne- = Mn+金属和其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀直接发生氧化还原反应腐蚀过程无电流产生金属直接被腐蚀不纯金属或合金发生原电池反应，使活泼金属失电子被氧化而引起的腐蚀发生原电池反应有电流产生活泼金属被腐蚀电化学腐蚀 化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大二、金属的防护二、金属的防护1 1、原理、原理 防止金属失电子防止金属失电子2 2、电化学防护、电化学防护 形成原电形成原电池反应时，让池反应时，让被保护金属做被保护金属做正极正

8、极，活泼金，活泼金属做负极。属做负极。 牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法用牺牲锌块的方法来保护用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换船身，锌块必须定期更换锌块锌块用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换管道的腐蚀，镁块必须定期更换 将被保护金属将被保护金属作为电解池的阴作为电解池的阴极，另一导电物极，另一导电物质作为阳极，在质作为阳极，在外加直流电的作外加直流电的作用下使用下使阴极得到阴极得到保护保护。辅助阳辅助阳极极（石墨）（石墨）外加电流外加电流的阴极保护法的阴极保护法烤蓝烤蓝涂机油涂机油烤漆烤漆涂凡士林涂凡士林镀锌镀锌镀铬镀铬

9、你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？请举例说明。你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？请举例说明。 制成不锈钢；或在金属表面镀一层比要制成不锈钢；或在金属表面镀一层比要保护的金属更活泼的金属。保护的金属更活泼的金属。3.金属的常见防护方法金属的常见防护方法在金属表面覆盖保护层（隔离与介质的接触）在金属表面覆盖保护层（隔离与介质的接触） 例如：喷涂漆；涂油脂；表面钝化；例如：喷涂漆；涂油脂；表面钝化；电镀电镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层的金属镀层)等。等。改变金属内部的组成结构，制成合金改变金属内部的组成结构，制成合金(改变自身结改变自身结构构)（14%8%Cr

10、，7%9%Ni），改变钢铁内），改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的蚀性能，这就是常见的“不锈钢不锈钢”(合金合金)。金属防护的几种重要方法金属防护的几种重要方法:电化学保护法电化学保护法，即将金属作为，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。受到保护。在金属表面覆盖保护层。在金属表面覆盖保护层。 改变金属内部的组成结构，制改变金属内部的组成结构，制成合金。成合金。金属腐蚀快慢的判断：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：作作电解池的电解池的阳极引起

11、的腐蚀作原电池的负极引起的腐蚀化学阳极引起的腐蚀作原电池的负极引起的腐蚀化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极（自身结构相同）腐蚀原电池的正极电解池的阴极（自身结构相同）对同一金属来说：对同一金属来说：在强电解质溶液中的腐蚀速度在在强电解质溶液中的腐蚀速度在弱电解质溶液中的腐蚀速度在非电解质溶液中的腐弱电解质溶液中的腐蚀速度在非电解质溶液中的腐蚀速度蚀速度对活泼性不同的金属：对活泼性不同的金属：活泼性差异越大，负极金属腐活泼性差异越大，负极金属腐蚀越快蚀越快防腐措施由好到坏的顺序如下：防腐措施由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件保

12、护无防极保护法有一般防腐条件保护无防腐条件腐条件规律小结：规律小结：1、以下现象与电化学腐蚀无关的、以下现象与电化学腐蚀无关的是（是（ ） A.黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿易产生铜绿 B.生铁比软铁蕊（几乎是纯铁）容生铁比软铁蕊（几乎是纯铁）容易生锈易生锈 C.铁质器件附着铜质配件，在接铁质器件附着铜质配件，在接触处易生铁锈触处易生铁锈 D.银质奖牌久置后表面变暗银质奖牌久置后表面变暗D(1)若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 ， 发生发生 腐蚀腐蚀,电极反应式为：电极反应式为： 负极：负极： 正极：正极： (2)若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶

13、液呈 ， 发生发生 腐蚀，电极反应式为：腐蚀，电极反应式为： 负极：负极： 正极：正极： 2、如图、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：察：弱酸性或中性弱酸性或中性吸氧吸氧2Fe 4e2Fe2+O2+2H2O+4e4OH较强酸性较强酸性析氢析氢Fe 2eFe2+2H+2eH2 3.下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是：片腐蚀由快到慢的顺序是： 。(5)(2)(1)(3)(4)4、用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在、用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如下图所示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里如下图所示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象的保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述描述不正确不正确的是（的是（ ）A.A.装置装置a a的左侧液面一定会下的左侧液面一定会下降降 B.B.左侧液面装置左侧液面装置a a比装置比装置b b的的低低C.C.装置装置b b中的铁钉腐蚀最严重中的铁钉腐蚀最严重 D.D.装置装置c c中的铁钉几乎没被腐中的铁钉几乎