金属腐蚀与防护 上课

电镀

电解原理的应用镀层金属待镀金属含镀层金属阳离子的溶液电镀、电解精炼铜应用三

CuCu

CuSO4溶液（H2SO4）电解精炼铜粗铜纯铜2023/2/51铜的电解精炼纯铜粗铜2023/2/52金属的腐蚀越王勾践剑2023/2/53铁生锈铁锈的主要成分：Fe2O3·XH2O2023/2/54铜生锈铜绿的的主要成分：Cu2(OH)2CO32023/2/55金属制品的腐蚀全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值的4%，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25%-30%。资料2023/2/56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，钢铁可能是怎样被腐蚀的？创设问题情境1金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。金属腐蚀的本质：金属原子→金属阳离子

M–ne-→Mn+（氧化反应）2023/2/57钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，原因是什么？创设问题情境22023/2/581、什么是金属腐蚀，它的实质是什么？思考金属腐蚀是指金属或合金跟与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。

金属腐蚀的实质：金属原子失电子变成金属阳离子的过程。2023/2/591.有形状大小相同的的两组锌粒。一组为含有不活泼金属杂质的粗锌粒，另一组为纯度大于99%的纯锌粒，向试管A中加入含不活泼金属杂质的粗锌粒，向试管B中加入纯度大于99%的纯锌粒，再向试管A、B中加入等浓度的稀硫酸，观察比较两者的反应现象.实验探究若在试管A中滴加硫酸铜将有何现象发生？思考2023/2/510金属腐蚀的实质金属的腐蚀种类原理区别联系金属的化学腐蚀与电化学腐蚀比较

金属原子失去电子被氧化而消耗的过程：

M-ne-=Mn+

化学腐蚀电化学腐蚀金属和其它物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀不纯金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失电子被氧化而引起的腐蚀直接发生氧化还原反应发生原电池反应腐蚀过程无电流产生有电流产生金属直接被腐蚀较活泼金属被腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大归纳小结金属腐蚀相对较慢金属腐蚀相对较快2023/2/511向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两支具支试管分别标记为A、B中，按图1-28装置好仪器。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。活动与探究BA装置A中的导管中水柱上升，说明装置A中有气体参加反应。O2实验现象负极：2Fe-4e-=2Fe2+正极：O2+2H2O+4e-=4OH-电池反应：2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)2结论：弱酸、中性或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。FeCNaClAO22023/2/513A装置中:正极：2H++2e-=H2

↑负极：Fe-2e-=Fe2+电池反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑结论：当钢铁处于酸性气氛中时，易发生析氢腐蚀；说明装置B中有气体生成。H2装置B中的导管中水柱下降。实验现象2023/2/514析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电极反应负极Fe(-)正极C(+)总反应联系水膜呈强酸性水膜呈中性、弱酸性或碱性Fe-2e-=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2H++2e－=H2↑2H++Fe=Fe2++H2↑2Fe+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时则为析氢腐蚀为主。钢铁的电化学腐蚀2023/2/5151、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若试管中液面上升，则溶液呈性，发生

腐蚀,电极反应式为：负极：正极：若试管液面下降，则溶液呈性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：正极：（2）中性、弱酸性或碱性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氢Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑巩固练习2023/2/516烤蓝涂机油烤漆涂机油镀锌镀铬[交流研讨]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？2023/2/517健身器材刷油漆电线外面包塑料餐具做成不锈钢转动部位涂油脂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？2023/2/5181、金属防护的几种重要方法金属作为原电池的正极（牺牲阳极的阴极保护法）金属作为电解池的阴极（外加电流的阴极保护法）如制成合金不锈钢。2.覆盖保护层如涂油、涂漆、覆盖塑料如烤蓝、电镀Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层……3.电化学保护法：1.改变金属内部的组织结构用牺牲镁块的方法防地下钢铁管道的腐蚀镁块必须要定期更换牺牲阳极的阴极保护法用牺牲锌块的方法保护船身，锌块须定期更换实例2023/2/520

牺牲阳极的阴极保护法形成原电池时，让被保护金属作正极(阴极)，不反应受到保护；而活泼金属作负极(阳极)，反应受到腐蚀。原理2023/2/521外加电流的阴极保护法将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。原理说过程2023/2/522小结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

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＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件2023/2/523例：下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)巩固练习2023/2/524

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。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。3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。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。海轮更容易被腐蚀，是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，电化学腐蚀更易进行。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。是由于铁与铜及空气中的水蒸气构成了原电池，铁作电池的负极，因此更容易腐蚀而生锈。因为铁制品在酸性条件下比在中性条件下更易被腐蚀。2023/2/525作业：1、电解下列溶液（以惰性电极为两极）

AgNO3溶液、CuSO4溶液、NaOH溶液、NaCl溶液、盐酸，电解过程中阳阴两极电极反应，总反应，电解一段时间溶液PH变化，若想恢复原先浓度，应加入哪些物质。2、粗的电解精炼（图，标两极名称，两极电极反应）3、若想给铁片镀上一层银，怎么办？（画装置图，标两极，两极电极反应）2023/2/526例：钢铁在锈蚀过程中，下列5种变化可能发生的是（）①Fe由+2价转化为+3价，②O2被还原，③产生H2，④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·H2O，⑤杂质碳被氧化除去

A．①②B．③④

C．①②③④D．①②③④⑤C巩固练习2023/2/527探究与实践

下图是一个简易家庭用次氯酸钠消毒液发生器，请根据电解饱和食盐水的反应原理，画出外加电源与导线(标出电源的正、负极)，简单分析发生器的工作原理

—+ab阳阴阳极：2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：2H++2e—=H2↑总反应：2Cl—

+2H2O

Cl2↑+H2↑+2OH—

Cl2+2OH—=Cl—

+ClO—+H2ONaOHCl22023/2/528第三单元金属的电化学腐蚀与防护一、金属的电化学腐蚀化学腐蚀——直接反应

1.金属的腐蚀电化学腐蚀——原电池反应

析氢腐蚀——酸性环境中

2.钢铁的电化学腐蚀吸氧腐蚀——中性或弱酸性、碱性条件下二、金属的电化学防护

1.牺牲阳极的阴极保护法

2.外加电流的阴极保护法2023/2/529该剑1965年冬出土于湖北江陵望山一号楚墓内棺中，位于墓主人的左侧，出土时插在髹漆的木质剑鞘内。这