第四节金属腐蚀及防护

向水中加入等物质的量的Ag＋、Pb2＋、K＋、SO42－、NO3－、Cl－，用惰性电极电解该溶液，并收集两极气体产物，则氧化产物与还原产物的质量之比为（

）。A．35.5:108B．16:207C．108:35.5D．8:1第四节金属的电化学腐蚀与防护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），每年被腐蚀的钢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，

钢铁

怎么会被腐蚀？

怎样防腐？

1、2、金属阳离子失e-氧化反应金属原子金属腐蚀的本质：金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。3、金属腐蚀的类型（1）化学腐蚀：金属与周围的气体或液体直接发生氧化还原反应引起耗损的现象。腐蚀速度与温度有关。（2）电化学腐蚀：不纯的金属与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化从而引起的耗损现象。钢铁及其制品在干燥的环境中通常不易生锈，若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，而且盐分越大越易生锈，原因是什么？一、金属的电化学腐蚀钢铁表面形成的微小原电池示意图钢铁中含有杂质碳，在潮湿的空气中表面会形成一薄层水膜，水膜中溶解有来自大气中的CO2SO2H2SO2等气体.Fe是负极C是正极当水膜为酸性很强的条件下：Fe-2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑正极：负极：析氢腐蚀总反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑

当水膜为中性或酸性很弱或碱性条件下吸氧腐蚀负极：2Fe-4e-=2Fe2+正极：O2+2H2O+4e-=

4OH-总反应：2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)2进一步反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O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呈强酸性水膜呈中碱性或弱酸性电极反应负极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

将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图具支试管中，观察导管中水柱变化，并思考引起变化的原因？

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试管分别标记为a、b中，按图装置好仪器。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。化学腐蚀速率较慢。电化学腐蚀速率较快。

纯铁按下图进行实验,请比较下列现象的异同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非金属单质或非电解质液体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（发生原电池反应）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，腐蚀速率也大得多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，而在浓度大的电解质溶液中，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。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。1）在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律：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2）同一种金属的腐蚀：强电解质>弱电解质>非电解质

金属腐蚀快慢的判断电镀、喷漆、覆盖搪瓷等（1）在金属表面覆盖保护层。金属防护的几种重要方法镀锌管制成不锈钢（2）改变金属内部的组织结构，制成合金。

二、金属的电化学防护（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。原理：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。1、牺牲阳极的阴极保护法验证牺牲阳极的阴极保护法

轮船下面绑有锌块2、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。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。辅助阳极（不溶性）外加电流的阴极保护法示意图

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）酸性很弱或中性或碱性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氢Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑下列装置中四块相同的Zn片，腐蚀速率由慢到快的顺序是(4)(2)(1)(3)下列各情况，在其中纯Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢顺序

.FeCFeZnFeZnFeSnB(海水)C(海水)D(海水)FeSnF(天然水)E(海水)DEFCB分析右图，按要求写出有关反应方程式：（1）铁棒上的电极反应式为：（2）碳棒上的电极反应式为：（3）溶液中发生反应的化学方程式：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe–4e-＝2Fe2+表面渡有保护金属层的铁片，当渡层破损时比普通铁片更易腐蚀的是（）

①白铁（镀锌铁）②马口铁（镀锡铁）③镀铜铁用铜铆钉或铝铆钉把两张铁板铆在一起各将发生什么现象？②③2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]。这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是()A、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；B、环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；C、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；D、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；D改变金属的内部组织结构防腐美国的自由女神像耸立于美国纽约港外一个海岛上15层楼高的自由女神，这座象征着美和自由的高大铜像雄踞在纽约港，历来被认为是美利坚合众国的象征。然而，经过近百年的风风雨雨，它和人一样已经生病了。她究竟患了何种疾病呢？最近，美、法两国组织了一个调查小组，对她进行全面体检，结果，大吃一惊，因为他们发现自由女神近百年来一直受着一种疾病的折磨，那就是：电化学腐蚀。整个塑像用重约八十吨的外壳材料---薄铜片和一百二十吨重的铁骨架支撑整个雕像,在它们之间仅有一层浸透油的毛毡隔开。年岁久了，设计者预先没想到的事发生了：首先是那一层毛毡失去了隔离作用，而大西洋潮湿的夹带着盐分的空气有意向自由女神不断地进行攻击，无数的原电池便在自由女神的身上形成，这种原电池以铁为负极，铜为正极，夹带盐分的湿空气