第四节电化学腐蚀

1、第四章第四章 电化学基础电化学基础第四节第四节 电化学腐蚀电化学腐蚀v我国作为世界上钢铁产量最多的国家（我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生年全国生产钢材产钢材37117.02万吨）万吨） ，每年被腐蚀的铁占到我国钢，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的损失占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到国内生产总值的2%4%；约合人民币：；约合人民币：3000亿元亿元（ 2005年我国国内生产总值将达年我国国内生产总值将达15万亿元）万亿元） 。v根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造

2、成的经济损失大致为该国国民生产总值的济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。左右。v另据国外统计，金属腐蚀的年损失另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过远远超过水灾、火水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的灾、风灾和地震（平均值）损失的总和总和，在这里，在这里还不还不包括包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。损失。v金属腐蚀的主要害处，金属腐蚀的主要害处，不仅在不仅在于金属本身的损失，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。本身要大到无法估量。v腐蚀不仅

3、造成经济损失，也经常对安全构成威胁腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。v国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因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某一零部件破裂而坠毁坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而；桥梁因钢梁产生裂缝而塌塌陷陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸爆炸；化；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染污染；管道；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和等的泄漏，更会危及工作人员

4、和附近居民的附近居民的生命安全生命安全。v面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，事实，大家有没有想过，铁怎么会被铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？腐蚀？怎样防腐？1、什么是金属腐蚀？有哪些类别？、什么是金属腐蚀？有哪些类别？2、化学腐蚀和哪些因素有关？、化学腐蚀和哪些因素有关？3、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？分别、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？分别发生哪些电极反应？发生哪些电极反应？阅读课本，并回答下列问题阅读课本，并回答下列问题金属阳离子金属阳离子失失e-氧化反应氧化反应（三）金属腐蚀的类型（三）金属腐蚀的类型化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀一、一、

5、 金属的腐蚀金属的腐蚀金属原子金属原子（二）金属腐蚀的本质：（二）金属腐蚀的本质：（一）金属腐蚀：（一）金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。还原反应而腐蚀损耗的过程。1、化学腐蚀：、化学腐蚀： 金属跟接触到的物质直接发金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。生化学反应而引起的腐蚀。影响因素：和接触物质的氧化性及温度有关。影响因素：和接触物质的氧化性及温度有关。2、电化学腐蚀：、电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会质溶液接触，会发生原电池反应发生原电池反应，比较活，比较活泼的

6、金属失电子被氧化的腐蚀。泼的金属失电子被氧化的腐蚀。电化学腐蚀的类型电化学腐蚀的类型析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀为什么铁在干燥的空气中不易生锈，在潮湿的为什么铁在干燥的空气中不易生锈，在潮湿的空气中却易生锈？空气中却易生锈？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析氢腐蚀析氢腐蚀示意示意图图钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意示意图图思考：你能写出它们的电极反应式？思考：你能写出它们的电极反应式？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，但以后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢

7、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或碱性酸性很弱或碱性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 + 2H+ =Fe2+ + H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系联系原理原理 ：形成原电池反应时，让形成原电池反应时，让被保护金属被保护金属做做正正极极，不反应，起到保护作用；而，不反应，起到保护作用；而活泼金活泼金属反应受到腐蚀属反应受到腐蚀。1 1、

8、牺牲阳极的阴极保护法、牺牲阳极的阴极保护法二、金属的电化学保护二、金属的电化学保护 FeAlne-e-e-e-e-牺牲阳极的阴极保护法示意图牺牲阳极的阴极保护法示意图2 2、外加电流的阴极保护法、外加电流的阴极保护法 将将被保护金属被保护金属与另一与另一附加电极附加电极作为电解池的作为电解池的两个极，使两个极，使被保护的金属被保护的金属作为作为阴极阴极，在外加直流，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。辅助阳极辅助阳极（不溶性）（不溶性）外加电流外加电流的的阴极保护法阴极保护

9、法示意图示意图除此以外还有其它防护方法？2、金属防护的几种重要方法、金属防护的几种重要方法在金属表面覆盖保护层。在金属表面覆盖保护层。 改变金属内部的组织结构，制成合金。改变金属内部的组织结构，制成合金。 电化学保护法，即将金属作为原电池的电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。正极或电解池的阴极而受到保护。例例1、下列叙述正确的为、下列叙述正确的为A、原电池中阳离子向负极移动、原电池中阳离子向负极移动B、原电池中的负极发生氧化反应、原电池中的负极发生氧化反应C、马口铁（镀锡）的表面一旦破损，铁、马口铁（镀锡）的表面一旦破损，铁腐蚀加快腐蚀加快D、白铁（镀锌）的表面一旦

10、破损，铁腐、白铁（镀锌）的表面一旦破损，铁腐蚀加快蚀加快2 2、20002000年年5 5月，保利集团在香港拍卖会上花费月，保利集团在香港拍卖会上花费30003000多万港多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3 这三件这三件17601760年铜铸的国宝在年铜铸的国宝在240 240 年后看上去年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因

11、的分析，最可能的是A、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；B、环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；、环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；C、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；D、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；（ D ）3.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)下图装置中，下图装置中，U型管内为红墨水，型管内为红墨水，a、b试管内试管内分别盛有食盐水和氯化铵

12、溶液，各加入生铁块，分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是放置一段时间。下列有关描述错误的是 A生铁块中的碳是原电池的正极生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：两试管中相同的电极反应式是：Fe2e-Fe2+ Da试管中发生了吸氧腐蚀，试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀试管中发生了析氢腐蚀 45.将将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，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（一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区（a）已被）已被腐蚀而变暗，在液滴外沿棕色铁锈环（腐蚀而变暗，在液滴外沿棕色铁锈环（b），如图），如图所示导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含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（）量比边缘少下列说法正确的是（） A液滴中的液滴中的Cl由由a区向区向b区迁移区迁移B液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O22H2O4e = 4OHC液滴下的液滴下的Fe因发生还