金属的电化学腐蚀和防护 【知识精讲+备课精研】 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第3节金属的腐蚀和防护金属的电化学腐蚀金属电化学防护——析氢腐蚀&吸氧腐蚀——做正极或阴极被保护1.了解金属的腐蚀及危害，理解电化学腐蚀的原理。2.了解金属防护方法，特别是理解电化学防护的方法。目标导航目标导航中国航天工业总公司第三十一研究所公布了一组数据：全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈。全球每年钢铁腐蚀的经济损失约10000亿美元，占各国国民生产总值的2%～4%，在美国，每年因钢铁腐蚀造成的损失就占国内生产总值的3%，大约三分之一的化学设备因局部腐蚀而停工。我国钢铁腐蚀经济损失高达2800亿人民币，约占国民生产总值的4%，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊人的。探索世界钢铁生锈观察生活铜器生锈观察生活金属被腐蚀的有什么危害？（1）外形、色泽、机械性能发生变化；（2）影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至报废；（3）桥梁、建筑物强度降低而坍塌：（4）地下金属管道泄漏；（5）轮船船体损坏；（6）金属腐蚀还可能造成环境污染。思考探究1.什么是金属腐蚀？金属或合金与周围接触到的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程2.金属腐蚀的本质是什么?金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应即：M－

ne－===Mn+金属的腐蚀3.金属腐蚀的类型有哪些？——根据与金属接触的介质不同金属腐蚀的类型化学腐蚀电化学腐蚀根据与金属接触的_______________不同，金属腐蚀可分为两类：①化学腐蚀：金属或合金与接触到的氧化性气体(如O2、Cl2、SO2等)或_________液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而_____。②电化学腐蚀：______的金属或合金与________溶液接触时，会发生________反应，比较_____的金属_____电子而被氧化。气体或液体物质非电解质加快不纯电解质原电池活泼失去金属的腐蚀铁与氯气直接反应而腐蚀钢铁在潮湿空气中生锈钢铁潮湿空气CO2、SO2、H2S电解质溶液铁C

原电池水膜化学腐蚀电化学腐蚀条件现象本质影响因素联系金属与干燥气体或非电解质液体直接接触不纯金属或合金与电解质溶液接触无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化与接触物质的氧化性及温度有关与电解质溶液的酸碱性及金属活性有关两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍对比总结1.析氢腐蚀金属在酸性条件发生电化学腐蚀（如钢铁被酸雨腐蚀）负极(Fe)：Fe－2e－===Fe2＋正极(C)：2H＋＋2e－===H2↑总反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑二、钢铁的电化学腐蚀电化学腐蚀

2.吸氧腐蚀金属在中性或弱酸性条件与氧气发生电化学腐蚀（如钢铁被生锈）负极(Fe)：Fe－2e－===Fe2＋正极(C)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－总反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)24Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3，Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈Fe2O3·xH2O电化学腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀的比较

化学腐蚀电化学腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀定义金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀不纯金属(或合金)跟接触到的电解质溶液发生原电池反应，较活泼金属原子失去电子被氧化而引起的腐蚀条件金属与干燥气体或非电解质直接接触水膜中溶有O2，呈极弱酸性或中性水膜酸性较强现象无电流产生有微弱电流产生反应式2Fe＋3Cl2===2FeCl3负极：Fe－2e－===Fe2＋正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－正极：2H＋＋2e－===H2↑记忆对比总结（1）析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱

性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。（2）钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生

成Fe2＋，而非Fe3＋。（3）一般情况下，只有在金属活动性顺序表中排在氢之前的

金属才有可能发生析氢腐蚀。要点电化学腐蚀【合作交流】1.把生铁放在水中与放在食盐水中，哪个腐蚀的快？提示

食盐水中。4.轮船的外壳装有镁合金或锌块，其作用是什么？提示

保护船体。2023/2/2江西省鹰潭市第一中学桂耀荣143.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。2.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。说明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。电化学腐蚀影响金属腐蚀的因素包括：金属的

和

。本性介质金属越活泼越容易被腐蚀金属合金中活泼的金属易腐蚀例如：钢铁腐蚀介质对金属腐蚀影响很大：金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀1．金属防护的原理金属防护金属防护2．金属防护的基本方法（1）加保护膜，给金属穿上“保护膜”：

如：①喷涂漆；②涂油脂；③表面钝化；④电镀(在钢铁表面形

成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层)等。（2）改变内部组成，加入其他金属改变其组成如：在钢铁中加入一定比例的铬和镍（如14%～8%Cr，7%～

9%Ni），改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度地提高钢

铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”(合金)。（3）电化学防护法如：①牺牲阳极的阴极保护法；②外加直流电源的阴极保护法①牺牲阳极的阴极保护法应用原电池原理，让被保护金属作正极，另找一种活泼性较强的金属作负极。正极：要保护的金属，不反应，起到

保护作用；负极：比要保护金属活泼的金属，反

应受到腐蚀。金属防护牺牲阳极的阴极保护法的实验探究实验步骤：按如图所示连接好装置；往Fe电极区滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，观察实验现象。已知Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀。金属防护牺牲阳极的阴极保护法的实验探究实验操作实验现象电流计指针

，铁电极上

，但铁极附近

。实验结论Zn、Fe和经过酸化的NaCl溶液构成

。电极反应：负极：

；正极：

；该装置中铁

。发生偏转有气泡产生无蓝色沉淀原电池Zn－2e－===Zn2＋2H＋＋2e－===H2↑未被腐蚀金属防护②外加电流的阴极保护法利用电解原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，在电解质溶液里，外加直流电源。阴极：被保护的金属（如钢闸门）阳极：惰性电极在外加直流电作用下，电子被迫流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零金属防护1．金属腐蚀快慢的判断方法（1）在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起

的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。（2）同一种金属在不同介质中腐蚀