第三单元 金属的腐蚀与防护

1、第三单元第三单元 金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护以下是钢铁生锈的图片：以下是钢铁生锈的图片： 通过观察上述图片思考以下两个问题：通过观察上述图片思考以下两个问题：（1 1）金属怎么会被腐蚀？）金属怎么会被腐蚀？（2 2）怎样防止金属腐蚀？）怎样防止金属腐蚀？1.1.了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。型。2.2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。（重点）（重点）3.3.了解金属防护的一般方法及金属电化学防护的原了解金属防护的一般方法及金属电化学防护的原理。理。（重点）（重点）越王勾践剑越王勾践剑铁锈的主

2、要成分：铁锈的主要成分：FeFe2 2O O3 3xHxH2 2O O铜绿的的主要成分：铜绿的的主要成分：CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3一、金属腐蚀的本质一、金属腐蚀的本质是金属或合金与周围环境的物质发生化学反应而引是金属或合金与周围环境的物质发生化学反应而引起腐蚀损耗的过程。起腐蚀损耗的过程。M - neM - ne- - = M = Mn+n+1.1.化学腐蚀化学腐蚀金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。的腐蚀叫做化学腐蚀。2.2.电化学腐蚀电化学腐蚀不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金不纯的

3、金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失电子被氧化而引起的腐蚀叫做电化学腐蚀。属失电子被氧化而引起的腐蚀叫做电化学腐蚀。二、金属腐蚀的类型二、金属腐蚀的类型3.3.化学腐蚀和电化学腐蚀的比较化学腐蚀和电化学腐蚀的比较相互关系相互关系反应反应现象现象条件条件电化学腐蚀电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生，化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生，但电化学腐蚀更普遍但电化学腐蚀更普遍较活泼的金属被氧化较活泼的金属被氧化金属被氧化金属被氧化有微弱的电流产生有微弱的电流产生不产生电流不产生电流不纯金属或合金跟不纯金属或合金跟电解质溶液接触电解质溶液接触金属跟接触金属跟接触的物质反应的物质反应钢

4、铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀, ,但在潮但在潮湿的空气里却很快被腐蚀湿的空气里却很快被腐蚀, ,这是什么原因呢这是什么原因呢? ? 在潮湿的空气里在潮湿的空气里, ,钢铁表面吸附了一层薄薄的水钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水中溶有膜。水中溶有O O2 2、COCO2 2、SOSO2 2等气体，这样在钢铁表面等气体，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜形成了一层电解质溶液的薄膜, ,它跟钢铁里的铁和少它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。量的碳构成无数微小的原电池。向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，

5、撒入内壁分别用稀醋酸和氯化钠润湿过的两支具支试管别用稀醋酸和氯化钠润湿过的两支具支试管( (分别标记分别标记为为A A、B)B)中，按图组装好仪器。几分钟后，打开止水夹，中，按图组装好仪器。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。变化和试管中的现象。A AB B【活动与探究活动与探究】A A装置中装置中: :正极：正极： 2H2H+ + 2e+ 2e- - = H = H2 2 负极：负极： Fe - Fe - 2 2e e- - = = Fe Fe2+2+电池反应：电池反应： Fe + 2HFe +

6、 2H+ + = Fe= Fe2+ 2+ + H+ H2 2 分析：分析：当钢铁处于当钢铁处于酸性酸性条件中时，易发生条件中时，易发生析氢腐蚀析氢腐蚀。说明装置说明装置A A中有中有气体生成气体生成。H H2 2装置装置A A中的导管中水柱下降。中的导管中水柱下降。装置装置B B中的导管中中的导管中水柱上升水柱上升，说明说明装置装置B B中有中有气体参加气体参加反应。反应。负极：负极： 2 2Fe-Fe-4 4e e- -= =2=2FeFe2+2+正极：正极： O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -电池反应：电池反应： 2Fe+2Fe+ O O2 2+2H

7、+2H2 2O O = 2Fe(OH)= 2Fe(OH)2 2分析：分析：当钢铁处于当钢铁处于中性中性或或碱性碱性条件下，易发生条件下，易发生吸氧腐吸氧腐蚀蚀。B B装置中：装置中：O O2 24.4.金属腐蚀快慢的判断：金属腐蚀快慢的判断：(1)(1)与构成微电池两极的材料有关。两极材料的活动性差别与构成微电池两极的材料有关。两极材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越越大，氧化还原反应的速率越 ，活泼金属被腐蚀的，活泼金属被腐蚀的速度越速度越 。(2) (2) 电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀。有防腐措施的

8、腐蚀。（3 3）同一种金属的腐蚀：在强电解质中）同一种金属的腐蚀：在强电解质中 弱电解质弱电解质中中 非电解质中。非电解质中。注意：注意：在钢铁的腐蚀过程中，其电化学腐蚀更严重，在电在钢铁的腐蚀过程中，其电化学腐蚀更严重，在电化学腐蚀中，吸氧腐蚀更普遍。化学腐蚀中，吸氧腐蚀更普遍。 快快快快请大家根据铁请大家根据铁生锈的原理，生锈的原理，思考应采取什思考应采取什么措施防止铁么措施防止铁生锈？生锈？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三、金属的防护三、金属的防护金属作为原电池的正极（牺牲阳极的阴极保护法）金属作为原电池的正极（牺牲阳极的阴极保护法）金属作为电解池的阴极（外

9、加电流的阴极保护法）金属作为电解池的阴极（外加电流的阴极保护法）如把碳素钢制成不锈钢。如把碳素钢制成不锈钢。2.2.覆盖保护层覆盖保护层如涂油、涂漆、覆盖塑料如涂油、涂漆、覆盖塑料如烤蓝、电镀锌、镀如烤蓝、电镀锌、镀铬铬等易氧化形成致等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层的金属密的氧化物薄膜作保护层的金属3.3.电化学保护法：电化学保护法：1.1.改变金属内部的组织结构改变金属内部的组织结构, ,原理原理 ：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；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。而活泼金属反应受到腐蚀。（1 1） 牺牲阳极的阴极

10、保护法牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极牺牲阳极的的阴极保护法阴极保护法示意图示意图3.电化学保护法电化学保护法（2 2）外加电流的阴极保护法）外加电流的阴极保护法 将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。的腐蚀。辅助阳极辅助阳极（不溶性）（不溶性）-方法方法防腐效果防腐效果价格价格镀塑镀塑差差便宜便宜 涂油漆涂油漆 一般一般便宜便宜 镀锡镀锡

11、 好好中等中等镀铬镀铬好好昂贵昂贵 镀锌镀锌很好很好中等中等使用不锈钢使用不锈钢很好很好昂贵昂贵 铁器烤蓝铁器烤蓝 好好中等中等金属常用防腐蚀方法的比较金属常用防腐蚀方法的比较 该剑该剑19651965年冬出土于湖北江陵年冬出土于湖北江陵“望山一号望山一号”楚墓内棺中，位于墓主人楚墓内棺中，位于墓主人的左侧，出土时插在髹漆的木质剑鞘的左侧，出土时插在髹漆的木质剑鞘内。这座墓葬深埋在数米的地下，一内。这座墓葬深埋在数米的地下，一椁两棺，层层相套，椁室四周用一种椁两棺，层层相套，椁室四周用一种质地细密的白色黏土、考古学界称之质地细密的白色黏土、考古学界称之为为“白膏泥白膏泥”进行填塞，其下部采用进

12、行填塞，其下部采用的还是经过人工淘洗过的白膏泥，致的还是经过人工淘洗过的白膏泥，致密性更好。密性更好。越王勾践剑为何越王勾践剑为何千年不锈？千年不锈？ 越王勾践剑采用青铜铸造而成，这已经为现代科越王勾践剑采用青铜铸造而成，这已经为现代科学分析所证实。学分析所证实。 “ “望山一号望山一号”楚墓处在现在荆州附近的漳河二干楚墓处在现在荆州附近的漳河二干渠上，地下水位较高，该墓的墓室曾经长期被地下水渠上，地下水位较高，该墓的墓室曾经长期被地下水浸泡，地下水酸碱性不大，基本上为中性，这从该墓浸泡，地下水酸碱性不大，基本上为中性，这从该墓出土的大量精美的漆木器保存情况较好而得到证实。出土的大量精美的漆木

13、器保存情况较好而得到证实。地下水浸泡后，墓室内空气的含量更少。地下水浸泡后，墓室内空气的含量更少。1.1.金属腐蚀的本质金属腐蚀的本质 2.2.金属腐蚀的类型金属腐蚀的类型4.4.金属常用防腐蚀方法的比较金属常用防腐蚀方法的比较(2)(2)覆盖保护层覆盖保护层(1)(1)改变内部结构改变内部结构 3.3.金属的防护金属的防护(3)(3)电化学保护法电化学保护法(1)(1)化学腐蚀化学腐蚀(2)(2)电化学腐蚀电化学腐蚀a.a.析氢腐蚀析氢腐蚀b.b.吸氧腐蚀吸氧腐蚀1.(20131.(2013北京高考）下列金属防腐的措施中，使北京高考）下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是（用外加

14、电流的阴极保护法的是（ ）A.A.水中的钢闸门连接电源的负极水中的钢闸门连接电源的负极B.B.金属护栏表面涂漆金属护栏表面涂漆C.C.汽车底盘喷涂高分子膜汽车底盘喷涂高分子膜D.D.地下钢管连接镁块地下钢管连接镁块A A2.2.钢铁在锈蚀过程中，下列钢铁在锈蚀过程中，下列5 5种变化可能发生的是种变化可能发生的是 （ ） FeFe由由+2+2价转化为价转化为+3+3价价O O2 2被还原被还原产生产生H H2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3失水形成失水形成FeFe2 2O O3 3 H H2 2O O杂质碳被氧化除去杂质碳被氧化除去A.A. B. B. C.C. D. D.C C3.(201

15、23.(2012海南高考海南高考) ) 下列叙述错误的是下列叙述错误的是( () )A.A.生铁中含有碳生铁中含有碳, ,抗腐蚀能力比纯铁弱抗腐蚀能力比纯铁弱B.B.用锡焊接的铁质器件用锡焊接的铁质器件, ,焊接处易生锈焊接处易生锈C.C.在铁制品上镀铜时在铁制品上镀铜时, ,镀件为阳极镀件为阳极, ,铜盐为电镀液铜盐为电镀液D.D.铁管上镶嵌锌块铁管上镶嵌锌块, ,铁管不易被腐蚀铁管不易被腐蚀C C4 4如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中为管中为NaClNaCl溶液，乙试管中为溶液，乙试管中为NHNH4 4ClCl溶液溶液( (溶液呈弱酸溶液呈弱酸性性) )。数天后观察到的现象是。数天后观察到的现象是_，甲中正极反应为，甲中正极反应为 。乙中正极反应为乙中正极反应为 。试管中残留气体平均相