电化学腐蚀的课件经典整编主讲版公开课

金属的腐蚀与防护金属的腐蚀在生活中非常普遍钢铁生锈铜器表面生成铜绿铁生锈Fe2O3·XH2OCu2(OH)2CO3铜器表面生成铜绿金属被腐蚀后有什么危害？思考与交流：（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。

中国航天工业总公司第三十一研究所近日公布了一组数据：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GNP的2%～4%，在美国，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GNP的4%，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废。资料：1、什么是金属腐蚀？

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。2、金属腐蚀的本质是什么?

是金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）。M-ne-=Mn+3、金属腐蚀的类型有哪些？

金属跟接触到的物质（如SO2、Cl2、O2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。

不纯金属或合金跟电解质溶液接触时，发生原电池反应而引起的腐蚀，比较活泼的金属失去电子被氧化。化学腐蚀：电化学腐蚀：(次要)(主要)——根据与金属接触的介质不同不同条件下铁钉的锈蚀的探究有气泡产生，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H2O铁钉不能被腐蚀植物油NaCl溶液醋酸溶液无水CaCl2氧气影响化学反应速率的因素有哪些呢？内因：物质本身的结构所决定的性质外因：1，温度

2，压强

3，合适的催化剂

4，液体和气体参加的反应，增大浓度，反应速率越大。

5，其它因素的影响，如射线照射等

6，对于固体或液体之间的反应，接触面积越大，反应速率增大。升温可加快金属腐蚀化学腐蚀：

家用燃气灶的中心部位很容易生锈

食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈

在潮湿的空气中，纯铁腐蚀得快，还是钢铁腐蚀得快？1.铁生锈的必需条件：空气+水2.加速铁生锈的条件：空气+电解质溶液

3.影响因素：金属越活泼，越易被腐蚀；金属所处的环境温度越高，腐蚀速率越快；氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。1.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。不会，因为月球上缺少水分和氧气。2.请你预测一下，铁在月球上会不会生锈？为什么？3.为什么一块铜板上有铁铆钉时，铁钉更易生锈？铜板表面凝结一层水膜，空气中二氧化碳和二氧化硫等，沿海空气中的氯化钠等溶入其中形成电解质溶液。铜板(+)与铁铆钉(-)及电解质溶液便构成了原电池，相对活泼的铁被腐蚀。电工操作规定：铜线和铝线不能拧在一起，为什么？

为什么钢铁在潮湿的空气中容易生锈呢？钢铁潮湿空气水膜电解质溶液铁C原电池电解质溶液形成：H++OH_H2O+CO2H++HCO3_H2O钢铁在这过程发生了电化学腐蚀。

根据电解质溶液的酸碱性的不同电化学腐蚀可分为两种。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）：

2H++2e－=H2或2H2O+O2+4e－

=4OH－电解质溶液钢铁钢铁表面形成的微小原电池示意图钢铁腐蚀水膜呈强酸性水膜呈中性或弱酸性Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e－

=4OH

－2H++2e－

=H22H++Fe=Fe2++H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe2O3·nH2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH≥5.6时)若pH<5.6时则为析氢腐蚀。金属与接触物直接反应不纯金属或合金与电解质溶液形成原电池无电流产生有电流产生金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀

两者往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍。化学腐蚀与电化学腐蚀比较总结：思考：将用酸洗除锈的铁钉，在饱和食盐水浸泡后放在如图所示的装置中，几分钟后观察导管中水柱的变化实验现象：几分钟后,装置中的导管中水柱上升说明装置中有气体参加反应。结论：该气体是什么呢？几天之后发现铁钉表面生锈，发生的是吸氢腐蚀还是吸氧腐蚀？(1)制成合金（不锈钢）

——改善金属的内部组织结构(内因)(2)在金属表面覆盖保护层

——电镀、油漆、钝化等(3)电化学保护法

——牺牲阳极的阴极保护法、外加直流电源的阴极保护法生活中如何进行金属的防护？牺牲阳极的阴极保护法

形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。

你能说出船身上为什么要加锌块吗？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，镁块必须定期更换你能用防腐原理为钢铁做的输水管设计防腐措施吗？金属腐蚀的防护2、改变金属的内部组织结构：

如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢（不锈钢）1、金属表面覆盖保护层如涂油漆、油脂、塑料、陶瓷等，镀上一层耐腐蚀的金属(Zn、Sn、Cr等)，或氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。原理：隔绝金属与外界空气、水、电解质溶液的接触。镀锌铁(白铁皮)和镀锡铁(马口铁)的镀层破损后，哪种情况下铁不易被腐蚀？为什么？将被保护金属作为电解池的阴极，另一导电物质作为阳极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。辅助阳极（石墨）⑵.外加电流的阴极保护法3.金属的常见防护方法⑴.在金属表面覆盖保护层。

例如：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。

⑵.改变金属内部的组成结构，制成合金。

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)。金属防护的几种重要方法:①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。②在金属表面覆盖保护层。③改变金属内部的组成结构，制成合金。总结：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”涂油脂（机油），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烤蓝涂机油烤漆涂凡士林镀锌镀铬自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：防腐措施由好到坏的顺序如下：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＞无防腐条件规律知识总结化学腐蚀电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀金属腐蚀概念及本质分类防护措施制成合金在金属表面覆盖保护层电化学保护法牺牲阳极的阴极保护法外加直流电源的阴极保护法1、下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是

。(4)(2)(1)(3)2、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、家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是（）A、4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3B、2Fe+2H2O+O2＝2Fe(OH)２C、2H2O+O2+4e－＝４OH-D、Fe－3e＝Fe3+D4、以下现象与电化学理论无关的是（）A、黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易生铜锈B、生铁比软件铁芯（几乎是纯铁）容易生锈C、纯锌与稀硫酸反应时，滴少量硫酸铜溶液后速率加快D、银质奖牌久置后表面变暗D1.铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易腐蚀的原因可描述为 ()A.形成原电池铝作负极B.形成原电池时铜作负极C.形成原电池时，电流由铝经导线流向铜D.铝质铆钉发生了化学腐蚀2.以下现象与电化腐蚀无关的是 ()A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜锈B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C.铁质器件附有铜质配件，在接触处易生锈D.银质奖牌久置后表面变暗AD课堂练习4、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）中性或碱性吸氧Fe–2