金属的腐蚀与防护(苏教版选修四)

1、铜器表面生成铜绿,主要成分：Cu2(OH)2CO3金属腐蚀现象在日常生活生产中非常普遍，请举例说明金属腐蚀会带来哪些不良的后果. 根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值(GDP)的2%-4%左右.另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失.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到无法估量.1.经济损失. 国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿

2、孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全.2.安全威胁. 因此我们有必要弄清楚引起金属腐蚀的原因，并采取相应的措施加以防护，这就是我们这一单元学习的主题.金属的腐蚀金属阳离子金属阳离子失失e-氧化反应氧化反应化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀（常见普遍）（常见普遍）金属原子金属原子2.金属腐蚀的本质：金属腐蚀的本质：1.金属腐蚀：金属腐蚀： 金属（合金）表面与周围环境中的物质发金属（合金）表面与周围环境中的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破

3、坏，生化学反应或因电化学作用而遭到破坏，称为金属腐蚀。称为金属腐蚀。3.金属腐蚀的类型：金属腐蚀的类型：吸氧腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀金属的腐蚀思考思考铁生锈的现象随处可见，为什么铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？金属的腐蚀钢铁的钢铁的负极：负极：2Fe 4e- 2Fe2+正极：正极：2H2O+O2+4e- 4OH-总反应：总反应：2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3= Fe2O3 nH2O+(3-n)H2O金属的腐蚀钢铁表面形成的微小原电池示意图钢铁表面形成的微小原电池示意图钢铁的钢铁的负极：负极：Fe

4、2e-Fe2+正极：正极：2H+2e- H2总反应：总反应：Fe+2H+=Fe2+ +H2 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以前者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但以前者更普遍。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件水膜呈水膜呈酸性酸性水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱酸性很弱电极反应电极反应负极负极Fe(- )Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正极正极C(+)2H+ 2e = H2O2+2H2O+4e=4OH-总反应总反应:Fe + 2 H+=Fe2+ +H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2

5、4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系联系探究探究实验实验方案方案煮沸后迅速冷煮沸后迅速冷却的蒸馏水却的蒸馏水煮沸后迅速冷煮沸后迅速冷却的蒸馏水却的蒸馏水现现象象分分析析植植物物油油 NaCl溶液溶液醋酸溶液醋酸溶液无水无水CaCl2氧氧气气有气泡产有气泡产生，反应生，反应速率快速率快相当长时相当长时间铁钉未间铁钉未被腐蚀被腐蚀铁钉被铁钉被腐蚀最腐蚀最快快由于无由于无O2，较长时间较长时间铁钉未被铁钉未被腐蚀腐蚀铁钉渐铁钉渐渐生锈渐生锈铁钉被铁钉被腐蚀腐蚀无现象无现象由于无由于无O2，铁钉未被铁钉未被腐蚀腐蚀无现象无现象由于无由于无H2O铁铁钉不能钉不能被腐蚀被腐蚀金属的腐蚀家

6、用燃气灶的中心部位很容易生锈，而食品罐头放家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而食品罐头放在南极近在南极近90年了，却很少生锈，你知道为什么吗？年了，却很少生锈，你知道为什么吗？一般情况下，温度的升高会加快化学反应速率。一般情况下，温度的升高会加快化学反应速率。因此，因此，温度对化学腐蚀的影响较明显温度对化学腐蚀的影响较明显。金属的腐蚀归纳归纳1.1.铁生锈的必需条件：铁生锈的必需条件： 空气空气+ +水水2.2.加速铁生锈的条件：加速铁生锈的条件：空气空气+ +电解质溶液电解质溶液 3.3.影响因素：影响因素：金属越活泼，越易被腐蚀；金属越活泼，越易被腐蚀；金属所处的环境温度越高，腐蚀速率快；金

7、属所处的环境温度越高，腐蚀速率快；氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。金属的腐蚀下列装置中四块相同的下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后片，放置一段时间后腐蚀速率腐蚀速率由慢到快由慢到快的顺序是的顺序是 。(4) (2) (1) (3)金属的防护思考：根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金思考：根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金属腐蚀的方法？属腐蚀的方法？1、金属表面覆盖保护层、金属表面覆盖保护层 如涂油漆、油脂、塑料、陶瓷等，镀上一层耐腐如涂油漆、油脂、塑料、陶瓷等，镀上一层耐腐蚀的金属蚀的金属(Zn、Sn、Cr等等)，或氧化形成致密的氧化，或氧化形成致密的

8、氧化物薄膜作保护层。物薄膜作保护层。原理：原理：隔绝金属与外界空气、水、电解质溶液的接触隔绝金属与外界空气、水、电解质溶液的接触2、改变金属的内部组织结构：、改变金属的内部组织结构：如将如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢等金属加进钢里制成合金钢（不锈钢）（不锈钢）金属的防护3、电化学保护法、电化学保护法牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法原理：原理：将被保护金属与比其更活泼的金属连接，将被保护金属与比其更活泼的金属连接，被保护的金属做正极，不反应得到保护；而活被保护的金属做正极，不反应得到保护；而活泼金属作负极发生反应被腐蚀。泼金属作负极发生反应被腐蚀。用牺牲锌块的方法来保用牺牲锌块的

9、方法来保护船身，锌块必须定期护船身，锌块必须定期更换更换用牺牲镁块的方法来用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的防止地下钢铁管道的腐蚀腐蚀锌块锌块金属的防护4、电化学保护法、电化学保护法外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法原理：原理：通电后，电子被强制流向被保护的钢铁通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，抑制钢铁发生失电子作用，从而被保护设备，抑制钢铁发生失电子作用，从而被保护常用于防常用于防止土壤、止土壤、海水及河海水及河水中的金水中的金属设备的属设备的腐蚀。腐蚀。下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是的顺序是(5) (2) (1) (3)(4)防腐

10、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极保护法有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的腐蚀无防腐条件的腐蚀一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀金属的防护金属的腐蚀归纳归纳化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀条件条件金属跟氧化剂金属跟氧化剂直接接触直接接触不纯金属或合金不纯金属或合金跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触现象现象无电流产生无电流产生有有微弱电流微弱电流产生产生本质本质金属被氧化金属被氧化较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化联系联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍练习1.1.下列叙述中不正确的是（下列叙述中不正确的是（ ）A. A. 金属的电化腐蚀比化学腐蚀普遍金属的电化腐蚀比化学腐蚀普遍 B B钢铁在干燥空气里不易腐蚀钢铁在干燥空气里不易腐蚀C C用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀 D D原电池中电子由正极流入负极原电池中电子由正极流入负极C D2 2