电化学腐蚀与防护修改4

1、 钢铁生锈 铜器生锈 铜器表面生成铜绿 我国作为世界上钢铁产量最多的国家，每年被腐蚀的铁我国作为世界上钢铁产量最多的国家，每年被腐蚀的铁 占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成 的损失占到国内生产总值的的损失占到国内生产总值的2%2%4%4%。 金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严 重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大 到无法估量。到无法估量。腐蚀不仅造成经济损失，也经常构成安全腐蚀不仅造成经济损失，也经常构成安全 威

2、胁。威胁。 既然既然金属腐蚀造成的危害这么严重，那么需要我们用学过的知识去研究金金属腐蚀造成的危害这么严重，那么需要我们用学过的知识去研究金 属腐蚀的原理和寻找防止金属腐蚀的方法。属腐蚀的原理和寻找防止金属腐蚀的方法。 1.1.什么是金属腐蚀？其本质是什么？什么是金属腐蚀？其本质是什么？ 2.2.金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，两者有何金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，两者有何 不同？不同？ 3.3.钢铁及其制品通常为含碳的铁合金钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，为什么钢铁在干燥为什么钢铁在干燥 的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈呢？的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈呢

3、？（课（课 本本P85P85实验实验4-34-3） 4.4.请根据生活常识以及金属被腐蚀的原理，总结金属防护常请根据生活常识以及金属被腐蚀的原理，总结金属防护常 用的方法有哪些？并解释这些方法为什么可以达到防止金属用的方法有哪些？并解释这些方法为什么可以达到防止金属 腐蚀的目的。腐蚀的目的。 问题导学：问题导学： 一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀 1 1、什么是金属腐蚀？（问题、什么是金属腐蚀？（问题1 1） 指金属或合金与周围接触到的气体或液体 进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 2 2、金属腐蚀的本质是什么、金属腐蚀的本质是什么? ?（问题（问题1 1） 是金属本身失去电子变成阳离子的过程 （发生

4、氧化反应）。 M - ne- = Mn+ 3 3、金属腐蚀的类型有哪些？（问题、金属腐蚀的类型有哪些？（问题3 3） 根据与金属接触的介质不同根据与金属接触的介质不同 ClCl2 2、O O2 2等）或非电解质液体直接发生等）或非电解质液体直接发生 化学反应而引起的腐蚀。化学反应而引起的腐蚀。 不纯金属或合金不纯金属或合金跟电解质溶跟电解质溶 液接触时，发生液接触时，发生原电池反应原电池反应而引起的腐蚀，而引起的腐蚀， 比较活泼的金属失去电子被氧化。比较活泼的金属失去电子被氧化。 （次要）（次要） （主要）（主要） 类型类型化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀 发生的发生的 条件条件 电流电流

5、 本质本质 相互相互 关系关系 金属与接触 物直接反应 不纯金属或合 金与电解质溶 液形成原电池 无电流产生有电流产生 金属被腐蚀 较活泼金属 被腐蚀 两者往往同时发生，但电化 学腐蚀更普遍。（原因） 化学腐蚀与电化学腐蚀比较 为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空 气中却易生锈呢？气中却易生锈呢？ 钢铁钢铁 潮湿空气潮湿空气 水膜水膜 COCO2 2、 SOSO2 2、H H2 2S S 电解质溶液（电解质溶液（H H+ +) ) 铁铁 C C 原电池 电解质溶液形成： H+OH- H2O+CO2H+HCO3- H2O 钢铁在这过程发生了

6、钢铁在这过程发生了电化学腐蚀电化学腐蚀。 根据电解质溶液的酸碱性的不同电化 学腐蚀可分为两种。 问题问题3 2021-8-611 负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： 2H+ 2e- =H2 请写出下列电极方程式？ A 钢铁的析氢腐蚀示意图 总反应： 2H+ Fe =Fe2+ +H2 条件：酸性环境 钢铁的析氢腐蚀钢铁的析氢腐蚀 钢铁的吸氧腐蚀示意图 H2 O 溶液反应： Fe2+ 2OH- =Fe(OH)2 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n) H2O 正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- A

7、负极： Fe - 2e- = Fe2+ 总反应: 2Fe +O2 + 2H2O =2Fe(OH)2 条件：中性或酸性极弱环境条件：中性或酸性极弱环境 钢铁的吸氧腐蚀钢铁的吸氧腐蚀 将用酸洗除锈的铁钉，在饱和食盐水浸泡后放在如图所示将用酸洗除锈的铁钉，在饱和食盐水浸泡后放在如图所示 的装置中，几分钟后观察导管中水柱的变化的装置中，几分钟后观察导管中水柱的变化 实验现象：实验现象： 几分钟后几分钟后,装装 置中的导管置中的导管 中水柱上升中水柱上升 说明装置中有气体参加反应。说明装置中有气体参加反应。结论：结论： （问题（问题3 3） 钢铁的电化学腐蚀 析氢腐蚀吸氧腐蚀 条件 电 极 反 应 负极

8、 Fe(-) 正极 C(+) 总反应 联系 水膜呈强酸性水膜呈中性或弱酸性 Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH-2H+2e =H2 2H+Fe=Fe2+H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 Fe2O3 nH2O 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 金属的腐蚀以电化学腐蚀为主， 电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主 课堂练习课堂练习 1、如图、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察： （1）若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀腐蚀,电极反应式为：负极：电极反应式为：

9、负极： , 正极：正极： 若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈 性，发生腐蚀，电极反应式为：性，发生腐蚀，电极反应式为： 负极：负极： 正极：正极： 。 （2） 中性或碱性中性或碱性 吸氧吸氧 Fe2e-Fe2+ O2+2H2O+4e-4OH 酸性酸性 析氢析氢 Fe2e-Fe2+ 2H+2e-H2 1.1.埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种 情况下被腐蚀速率最慢的是情况下被腐蚀速率最慢的是 ( )( ) A A在潮湿疏松的土壤中；在潮湿疏松的土壤中； B B在含铁元素较多的酸性土壤中；在含铁元素较多的酸性土壤中； C C在干燥致密不透气的土壤中；在干燥致

10、密不透气的土壤中； D D在含碳较多的潮湿透气的中性土壤在含碳较多的潮湿透气的中性土壤 C C 2.2.下列现象与电化学腐蚀无关的是（下列现象与电化学腐蚀无关的是（ ） A A黄铜制作的铜锣不易产生铜绿黄铜制作的铜锣不易产生铜绿 B B生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易 生锈生锈 C C铁制器件附有铜制配件，在接触处铁制器件附有铜制配件，在接触处 易生铁锈易生铁锈 D D银质奖章久置表面变暗银质奖章久置表面变暗 D D 二、金属的防护（问题二、金属的防护（问题4） (1)制成合金（不锈钢） 改善金属的内部组织结构(内因)，使其具有较强 的抗腐蚀性能 (2)在金属表面覆

11、盖保护层 在金属表面喷漆、涂矿物油脂、喷涂塑料、搪在金属表面喷漆、涂矿物油脂、喷涂塑料、搪 瓷、镀上一层纯金属（如铁上镀锌、锡、铬瓷、镀上一层纯金属（如铁上镀锌、锡、铬 等）、生成氧化膜等等）、生成氧化膜等 健身器材刷油漆以防锈健身器材刷油漆以防锈 汽车喷漆汽车喷漆 船身、车厢、水桶等常涂油漆，汽车外壳常喷漆船身、车厢、水桶等常涂油漆，汽车外壳常喷漆 衣架和电线的外面衣架和电线的外面 包上一层塑料层包上一层塑料层 小资料小资料 用塑料（如聚乙烯、用塑料（如聚乙烯、 聚氯乙烯、聚氨酯聚氯乙烯、聚氨酯 等）喷涂金属表面，等）喷涂金属表面， 比喷油漆效果更佳。比喷油漆效果更佳。 塑料这种覆盖层致塑料这种覆盖层致 密光洁，色泽艳丽，密光洁，色泽艳丽， 兼具防蚀与装饰的兼具防蚀与装饰的 双重功能。双重功能。 机器轮轴涂矿物油脂防护机器轮轴涂矿物油脂防护 镀铬的保险杠镀铬的保险杠 镀锌镀锌 二、金属的防护（问题二、金属的防护（问题4） (3)电化学保护法 牺牲阳极的阴极保护法、 外加直流电源的阴极保护法 形成原电池反应时，让被保护金属做正极， 不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受 到腐蚀。 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用牺牲镁块的方法来