金属的腐蚀与防护 课件 【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

4.3.2

金属的腐蚀与防护

【科学探究】不同条件下铁钉（洁净无锈）的腐蚀铁钉被腐蚀最快因没有O2，较长时间铁钉未被腐蚀铁钉被腐蚀因没有O2，铁钉未被腐蚀因没有O2，H2O铁钉未被腐蚀观察下列金属防护的方法，并解释防止金属腐蚀的原因。【思考】不锈钢1.改变金属的组成结构，使其具有较强的抗腐蚀性能。在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。例如：在钢铁中加入一定比例的铬和镍，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)。2.在金属表面覆盖保护层：喷油漆、涂油脂、表面钝化、电镀等。给金属穿“防弹衣”衣架和电线的外面包上塑料层镀铬在机械表面涂防锈油在面盆、杯子等表面烧涂搪瓷搪瓷（tángcí），它其实是将无机玻璃质材料通过熔融凝于基体金属上并与金属牢固结合在一起的一种复合材料。电化学腐蚀还是用电化学方法来解决，不回避金属与氧化剂的直接接触，采用还原性更强的物质或其他替代方式来满足氧化剂对电子的需求，从而保护主体金属构件免受腐蚀。3、电化学防护法(1)电化学保护法——牺牲阳极的阴极保护法①原理：应用原电池原理；②要求：被保护金属作正极，另一活泼性较强的金属作负极。用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换实验4-4（1）Fe作保护电极，Zn作辅助电极，以经过酸化的3%NaCl溶液作电解质溶液，按图所示连接好装置。观察电流表指针的变化，以及烧杯中两个电极附近发生的现象。过一段时间，用胶头滴管从和Fe电极区域取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，观察试管中溶液颜色变化？说明：Fe2+的检验：Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液(黄色)反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁KFe[Fe(CN)6]沉淀。这是检验溶液中Fe2+的常用方法。实验装置电流表阳极阴极现象有关反应偏转锌片逐渐溶解铁电极上有气泡冒出Zn-2e-=Zn2＋2H＋＋2e=H2↑试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，无明显变化，即溶液中无Fe2+结论：Fe电极被保护，不发生反应。Fe、Zn和经过酸化的NaCl溶液构成原电池；Zn作负极被腐蚀，Fe作正极被保护。实验2将1g琼脂加入250mL烧杯中，再加入50mL饱和食盐水和150mL水。搅拌、加热煮沸，使琼脂溶解。稍冷后，趁热把琼脂溶液分别倒入两个培养皿中，各滴入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均匀。取两个2～3cm的铁钉，用砂纸擦光。如图(a)所示，将裹有锌皮的铁钉放入上述的一个培养皿中；如图(b)所示，将缠有铜丝的铁钉放入另一个培养皿中。观察并解释实验现象。实验现象：裹有锌片的铁钉，锌片逐渐溶解，铁钉附近溶液变红色；实验结论：锌作负极，发生反应：Zn-2e-=Zn2+；铁作正极，发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH-铁作正极，不反应，被保护(a)实验现象：裹有铜丝的铁钉，铁钉逐渐溶解，铁钉附近溶液有蓝色沉淀生成；实验结论：铁作负极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+；铜作正极，发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH-Fe2+与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀铁作负极，发生氧化反应，被腐蚀(b)现象a中铁钉周围溶液变红b中铁钉周围生成蓝色沉淀，铜丝周围溶液变红结论铁作为负极时易腐蚀，作为正极时未腐蚀牺牲阳极法实验原理：应用

原理，将被保护的钢铁设备做

极，用惰性电极做辅助

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。2.外加电流的阴极保护法阴阳电解池为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方法是()A、与直流电源负极相连接B、与直流电源的正极相连接C、与铜板相连接D、与锌板相连接AD随堂练习下列关于如图所示的实验装置的判断中错误的是（）A.若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀B.若X为锌棒，开关K置于A或B处都可减缓铁的腐蚀C.若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法D.若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑D金属腐蚀快慢的规律：(1)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，氧化还原反应的速率越

，活泼金属被腐蚀的速度越

。(2)同一电解质溶液中,电解原理引起的腐蚀(阳极）

原电池原理引起的腐蚀（负极）

化学腐蚀

有防腐措施的腐蚀(电解池的阳极、原电池的正极及加有镀层的金属）。(3)同一种金属的腐蚀：在强电解质中

弱电解质中

非电解质中>>>>>快快金属腐蚀速率的判断，首先应确定金属所处装置是原电池，还是电解池。其次判断该金属是原电池的正、负极，还是电解池的阴、阳极。最后利用金属腐蚀快慢的规律进行判断。外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件防腐措施由好到坏的顺序如下：1．青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀原理如图所示：多孔催化层中的Cl-扩散到孔口，与电极产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，下列说法正确的是（B）

A．此过程为电化学腐蚀中的析氢腐蚀B．电极b发生的反应：O2+4e-+2H2O=4OH-C．生成Cu2(OH)3Cl的反应：2Cu2++3H2O+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓+3H+D．若采用牺牲阳极的阴极保护法保护青铜器是利用了电解的原理2．化学与生活、生产密切相关，下列有关叙述不正确的是（D）A．氢氧化铝、小苏打均可用作胃酸中和剂B．过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源C．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率D．ClO2具有强氧化性，可用作自来水的净水剂3．下列关于金属的腐蚀及防腐