第2课时金属的腐蚀与防护

1、第2课时 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）金属为什么会被腐蚀？）金属为什么会被腐蚀？（2 2）怎样防止金属腐蚀？）怎样防止金属腐蚀？1.1.理解金属发生电化学腐蚀的原因；理解金属发生电化学腐蚀的原因；2.2.了解金属腐蚀的危害；了解金属腐蚀的危害；3.3.了解防止金属腐蚀的常用措施。了解防止金属腐蚀的常用措施。 我国作为世界上钢铁产量最多的国家，每年被腐蚀的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，因金属腐蚀而造成的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因金

2、属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的损失占到国内生产总值的2 %2 %4 %4 %；约合人民币；约合人民币3 000 3 000 亿亿元。元。 据统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、据统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震损失的总和。风灾和地震损失的总和。 腐蚀不仅造成经济损失，也常造成灾难性事故腐蚀不仅造成经济损失，也常造成灾难性事故, ,如飞如飞机因零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；机因零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染等。酸

3、槽穿孔泄漏，造成重大环境污染等。 金属腐蚀的危害和防腐的意义金属腐蚀的危害和防腐的意义面对这样惊人的数据和金属腐蚀面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害的事实，思考：铁为什么会被腐蚀？应该怎样防腐呢？危害的事实，思考：铁为什么会被腐蚀？应该怎样防腐呢？1.1.定义定义金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏。破坏。一、金属腐蚀一、金属腐蚀【思考与交流】【思考与交流】 2.2.本质本质M neM ne- - = M= Mn+n+金属阳离子金属阳离子失失e e- -氧化反应氧化反应金属原子金属原子化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀析氢

4、腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀3.3.分类分类4.4.化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀条件条件现象现象本质本质联系联系金属跟化学物质金属跟化学物质接触反应接触反应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无电流产生无电流产生有微弱电流产生有微弱电流产生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，电化学腐蚀更普遍钢铁在潮湿环境里长期放置容易生锈。请解释下列与铁生钢铁在潮湿环境里长期放置容易生锈。请解释下列与铁生锈现象有关的因素。锈现象有关的因素。(1)(1)相对于在内河行驶的轮

5、船来说，海轮更容易被腐蚀。相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。(2)(2)用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。(3)(3)当化工厂排出酸性废气时当化工厂排出酸性废气时, ,工厂附近的铁制品更容易生锈。工厂附近的铁制品更容易生锈。【思考与交流】【思考与交流】 (1)(1)相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。海水含有更多盐类，在电解质溶液中电化学腐蚀更易进行。海水含有更多盐类，在电解质溶液中电化学腐蚀更易进行。(2)(2)用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。由于铁与铜及潮湿的空气构成了

6、原电池，铁作负极，由于铁与铜及潮湿的空气构成了原电池，铁作负极，因而更易被腐蚀而生锈。因而更易被腐蚀而生锈。(3)(3)当化工厂排出酸性废气时当化工厂排出酸性废气时, ,工厂附近的铁制品更容易生锈。工厂附近的铁制品更容易生锈。铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。(1)(1)铁锈的成分是什么？是怎样形成的？铁锈的成分是什么？是怎样形成的？(2)(2)将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，再放入将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，再放入如图所示的具支试管中。几分钟后，导管中的水柱上升了，如图所示的具支试管中。几分钟后，导管中的水

7、柱上升了，你知道为什么吗？你知道为什么吗？【思考与交流】【思考与交流】 钢铁表面的微小原电池示意图钢铁表面的微小原电池示意图水膜的酸碱性，水膜的酸碱性，决定了钢铁的决定了钢铁的电化学腐蚀的不同。电化学腐蚀的不同。钢铁通常为含碳的铁合金，在一定环境中会构成原电池，钢铁通常为含碳的铁合金，在一定环境中会构成原电池，铁作负极，碳作正极。从而加快了钢铁的腐蚀。铁作负极，碳作正极。从而加快了钢铁的腐蚀。【学与用】钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀写出钢铁腐蚀的正极反应式。写出钢铁腐蚀的正极反应式。酸性水膜酸性水膜碱性或中性水膜碱性或中性水膜 2H2H+ +2e+2e- -=H=H2

8、 2O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -【思考与交流】【思考与交流】 5.5.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析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件电极电极反应反应负极负极FeFe正极正极C C总反总反应应: :通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍。水膜呈酸性水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱水膜呈中性或酸性很弱Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+2Fe-4e2Fe-4e- -=2Fe=2Fe2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-

9、 -=4OH=4OH- -Fe+2HFe+2H+ +=Fe=Fe2+2+H+H2 22Fe+2H2Fe+2H2 2O+OO+O2 2=2Fe(OH)=2Fe(OH)2 2如图如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：（1 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：负极： , ,正极：正极： ； （2 2）若液面下降，则溶液呈）若液面下降，则溶液呈 性，发生性，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： 。中性或碱中性或碱 吸氧吸氧Fe2eFe2e

10、- -=Fe=Fe2+2+O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH酸酸析氢析氢Fe2eFe2e- -=Fe=Fe2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2 【练一练】二、钢铁腐蚀的防护：二、钢铁腐蚀的防护：1.1.改变金属的内部组织结构：改变金属的内部组织结构：2.2.金属表面覆盖保护层金属表面覆盖保护层例如：在金属表面涂油漆或油脂，搪瓷。例如：在金属表面涂油漆或油脂，搪瓷。如将如将CrCr、NiNi等金属加入钢里制成合金钢。等金属加入钢里制成合金钢。用活泼的金属（如用活泼的金属（如ZnZn、AlAl）与被保护金属连接构成原电）与被保护金属连接构成原电池，

11、被保护金属作正极而得到保护。池，被保护金属作正极而得到保护。3.3.电化学保护法电化学保护法（1 1）牺牲阳极的阴极保护法）牺牲阳极的阴极保护法此法主要用于防止土壤、海水此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。及水中金属设备的腐蚀。如图：将被保护金属作电解池的阴极，在外加直流电的如图：将被保护金属作电解池的阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。作用下使阴极得到保护。（2 2）外加电源的阴极保护法）外加电源的阴极保护法在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀原电池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化学

12、腐蚀有防腐措施的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀 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极保护法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有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀【特别强调】【特别强调】下列各情况中铁片腐蚀由快到慢的顺序是下列各情况中铁片腐蚀由快到慢的顺序是 _。(5)(5)(2)(2)(1)(1)(3)(3) (4)(4)【练一练】【练一练】M neM ne- - =M=Mn+n+1.1.金属腐蚀的本质金属腐蚀的本质金属阳离子金属阳离子失失e e- -氧化反应氧化反应金属原子金属原子化学腐蚀化学腐蚀电

13、化学腐蚀电化学腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀2.2.分类分类3.3.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析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件电极电极反应反应负极负极( (铁铁) )正极正极( (碳碳) )总反总反应应:水膜呈酸性水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱水膜呈中性或酸性很弱Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+2Fe-4e2Fe-4e- -=2Fe=2Fe2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -Fe+2HFe+2H+ +=Fe=Fe2+2+H+H2 22Fe+2H2F

14、e+2H2 2O+OO+O2 2=2Fe(OH)=2Fe(OH)2 24.4.钢铁腐蚀的防护钢铁腐蚀的防护（1 1）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CrCr、NiNi等金属加入钢里制成合金钢等金属加入钢里制成合金钢（2 2）金属表面覆盖保护层）金属表面覆盖保护层（3 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外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法1 1以下现象与电化学腐蚀无关的是（以下现象与电化学腐蚀无关的是（ ） A A黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿B B生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈生

15、铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈C C铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D D银质奖牌久置后表面变暗银质奖牌久置后表面变暗D D 2.(20132.(2013北京高考）下列金属防腐的措施中，北京高考）下列金属防腐的措施中，使使用外加电流的阴极保护法的是（用外加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 A3 3钢铁在潮湿空气中发生电化学腐蚀时，正极发生的钢铁在潮湿空气中发生电化学腐蚀时，正极发生的主要反应是主要反应是( ) ( ) A AFe - 2e = FeFe - 2e = Fe2+2+ B B2H2H2 2O + OO + O2 2 + 4e= 4OH + 4e= 4OH C C4OH - 4e= 2H4OH - 4e= 2H2 2O +OO +O2 2 D D2H2H+ + + 2e= H+ 2e= H2 2B B4.4.分析如图，按要求写出有关反应方程式：分析如图，按要求写出有关反应方程式：（1 1）铁棒上的电极反应式为：）铁棒上的电极反应式为： 。（2