第四节 金属电化学腐蚀与防护课件

看后：你有何感想？金属腐蚀我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨），每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%~4%；约合人民币：3000亿元（2005年我国国内生产总值将达15万亿元）。根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；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；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？第四节金属的电化学腐蚀与防护1、2、金属阳离子失e-氧化反应分类化学腐蚀电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀（常见普遍）金属原子本质：3、概念：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。一、金属的腐蚀

（1）金属的化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。

特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。

（2）电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。4.化学腐蚀与电化学腐蚀的比较:化学腐蚀电化学腐蚀条件现象本质联系金属跟氧化性的物质直接接触不纯金属或合金跟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两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图5.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3·nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强水膜呈中性或酸性很弱电极反应负极Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系课堂练习1、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈性，发生腐蚀,电极反应式为：负极：,正极：若液面下降，则溶液呈性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：正极：。（2）中吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氢Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑交流与讨论铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。2.1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。是由于南极的温度常年在0℃以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行。交流与讨论3.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。4.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。

请大家根据铁生锈的原理，思考应采取什么措施防止铁生锈？交流与讨论二、金属的防护1．金属的电化学防护 (1)牺牲阳极的阴极保护法：

应用_______原理，让被保护金属作___极，另找一种活泼性较强的金属作___极。

如图所示：原电池正负 (2)外加电流的阴极保护法：

利用_____原理，把被保护的钢铁设备作为__极，用________作为辅助阳极，在电解质溶液里，接外加_________。

如图所示：电解惰性电极阴直流电源除此以外还有哪些防护方法？2．改变金属的内部组织结构

制成防腐_____。如不锈钢。3．加保护层

如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或使其钝化等。合金金属防护的几种重要方法:①在金属表面覆盖保护层。

②改变金属内部的组成结构，制成合金。③电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。归纳与整理

5．在铁的表面镀上一层其他金属是常见的防止铁生锈的方法，常见的有镀锡(马口铁)和镀锌(白铁皮)，为什么镀层破损后，镀锌钢板(白铁皮)比镀锡钢板(马口铁)耐腐蚀？

答案镀层破损后，白铁皮形成原电池时，因为锌比铁活泼，易失去电子，从而保护了铁；而马口铁破损后，因为形成原电池时，铁比锡活泼，铁被腐蚀。所以在镀层

破损后，马口铁比白铁皮更易被腐蚀。交流与讨论变式训练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 (

) A．④②①③ B．②①③④ C．④②③① D．③②④①

答案

A

解析

④中Fe作阳极，腐蚀最快。③中Fe作正极，被保护，腐蚀慢。②中Fe作负极，被腐蚀。结论：判断金属腐蚀快慢的规律电解池→外界力量→外力无法抗拒电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极1、电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞防腐措施的腐蚀2、对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质