金属的腐蚀和防护课用

金属的腐蚀和防护

是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。

由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的化学原理也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。一、金属的腐蚀1、化学腐蚀

金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。一般情况下，温度的升高会加快化学反应速率。因此，温度对化学腐蚀的影响较明显。家用燃气灶放在南极已差不多90年食品罐头在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地区铁生锈相对慢一些？为什么？

新疆吐鲁番，因为该地区相对干燥，水分稀少，而海南地区潮湿多雨，温度高，易发生电化学腐蚀。2、电化学腐蚀

不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。科学探究现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、NaCl溶液、CH3COOH溶液和煮沸后迅速冷却的蒸馏水，你也可以选用其他物品，设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率快。不同条件下铁钉的腐蚀实验方案CH3COOH溶液煮沸后迅速冷却的蒸馏水NaCl溶液煮沸后迅速冷却的蒸馏水植物油记录结论有气泡产生，反应速率快相当长时间铁钉未被腐蚀铁钉被腐蚀最快由于无O2，较长时间铁钉未被腐蚀铁钉渐渐生锈铁钉被腐蚀无现象由于无O2，铁钉未被腐蚀无现象由于无O2、H2O铁钉不能被腐蚀植物油钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢?

在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水膜中溶解有来自大气中的CO2、SO2、H2S等气体使水膜中含有一定量的H+

H2O+CO2

⇌H2CO3

⇌

H+

+HCO3

-

H2O⇌H++OH-这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图负极（Fe）：Fe-

2e-

=Fe2+正极（C）：①水膜酸性较强

2H++2e-

=H2

②水膜酸性很弱或呈中性

2H2O+O2+4e-=4OH-电解质溶液钢铁其中铁作负极,碳作正极析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电极反应负极Fe(-)正极C(+)总反应进一步反应联系钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较水膜呈酸性水膜酸性很弱或呈中性2H+2e=H2+_2Fe-4e=2Fe2+_

Fe-2e

=Fe2+_O2+2H2O+4e=4OH__2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe+2H=

+Fe+H22+4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3·nH2O通常两种腐蚀同时存在，但以吸氧腐蚀为主。

化学腐蚀和电化学腐蚀都是铁等金属原子失去电子变成阳离子的过程。也就是说,金属在腐蚀过程中,发生了氧化还原反应。3金属腐蚀的本质烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含NaCl），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分为Fe2O3•nH2O）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么?解析：属于电化学腐蚀。因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因为Fe-C-NaCl形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。4、影响金属腐蚀的因素：1、金属的本性：金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼，则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。2、介质：遇潮湿空气、腐蚀性气体、电解质溶液，容易被腐蚀思考与交流讨论自行车的不同构件如链条、钢圈、支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施？给链条涂上机油,将钢圈表面镀上一层铬,给支架烤上一层漆,将齿轮镀上一层铬并涂上机油。思考与交流请根据生活常识以及下图总结金属防护常用的方法，并解释这些方法为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。健身器材刷油漆以防锈衣架和电线的外面包上一层塑料层某些工具的“机械转动部位”选用油脂来防锈，为什么不能用油漆自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr二、金属的防护方法1、在金属表面覆盖保护层：油、油漆、塑料、搪瓷、镀一层金属2、改变金属的内部组织结构：如制成合金

3、电化学保护法（1）牺牲阳极的阴极保护法（原电池原理）(例：轮船船身上的锌块、地下钢铁管道接镁块)（2）外加电流的阴极保护法

你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？请举例说明。制成不锈钢；或在金属表面镀一层比要保护的金属更活泼的金属。用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换锌块用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换镁（1）牺牲阳极的阴极保护法形成原电池反应时，让被保护的金属作正极而活泼金属作负极被腐蚀辅助阳极（不溶性）（2）外加电流的阴极保护法

将被保护的金属与电源的负极相连，作为电解池的阴极，在外加电源的作用下使阴极得到保护。（1）前者不需要外加电源，后者需要外加直流电源；（2）前者用活泼材料阳极，后者用惰性材料阳极；（3）前者消耗阳极材料，后者消耗电能；（4）一般认为后者效果好于前者，设备相对复杂，需要定期维护保养。

4、两种电化学保护法的区别金属腐蚀快慢规律小结（3）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＞有一定防腐措施保护＞无防腐措施(1)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＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀(2)同一金属在不同介质中腐蚀由快到慢顺序：强电解质＞弱电解质＞非电解质1、如图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（）①②A、②>①>③B、③>②>①C、②>③>①FeFeFeSnZnA课堂练习②③2、下列事实不能用电化学理论解释的是（）A、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的锌块B、铝片不用特殊方法保护C、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的CuSO4溶液后速率加快D、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用B3、有a、b、c、d四种金属。将a与b连接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀。将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应强烈。将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。据此判断它们的活动性顺序由强到弱的为：()A．a>c>