化学金属的电化学腐蚀与防护

关于化学金属的电化学腐蚀与防护金属腐蚀的现象锈蚀的大桥锈蚀的闸门锈蚀的轮船锈蚀的楼梯第2页,共24页，2024年2月25日，星期天金属的腐蚀现象非常普遍：1、钢铁生锈：铁锈的主要成分：金属腐蚀的不利后果有哪些？Fe2O3·XH2OCu2(OH)2CO3

2、铜器表面生成铜绿：铜绿的主要成分：第3页,共24页，2024年2月25日，星期天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4页,共24页，2024年2月25日，星期天1、什么是金属腐蚀？有哪些类别？2、化学腐蚀和哪些因素有关？3、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？分别发生哪些电极反应？第5页,共24页，2024年2月25日，星期天一、金属腐蚀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。金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀一、金属的腐蚀（1）定义：（2）本质：金属失去电子被氧化。1、接触的介质不同，2、发生腐蚀的化学原理不同第6页,共24页，2024年2月25日，星期天

金属跟接触到的物质（如O2、CI2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。1、化学腐蚀一、金属的腐蚀（2）原理：（1）定义：（3）影响因素：金属跟氧化剂直接发生氧化还原反应。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。第7页,共24页，2024年2月25日，星期天知识总结金属阳离子失e-氧化反应（三）金属腐蚀的类型化学腐蚀电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀金属原子（二）金属腐蚀的本质：（一）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。M–ne-→Mn+1、接触的介质不同，2、发生腐蚀的化学原理不同第8页,共24页，2024年2月25日，星期天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影响因素金属与接触的干燥气体（Cl2、O2、SO2）或者非电解质液体（石油）直接接触发生化学反应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，电化腐蚀更普遍归纳总结和接触物质的氧化性及温度有关。电解质溶液酸碱性第9页,共24页，2024年2月25日，星期天1、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。影响因素：和接触物质的氧化性及温度有关。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。知识总结电化学腐蚀的类型析氢腐蚀吸氧腐蚀第10页,共24页，2024年2月25日，星期天活动与探究P91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。第11页,共24页，2024年2月25日，星期天实验现象：装置a中的导管中水柱上升，装置b中的导管中水柱下降。思考：导管中的水柱变化说明什么问题？讨论，小结：装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小，a装置中有气体参加反应。装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？在a装置中铁、炭、氯化钠溶液及b装置中铁、炭、醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率。第12页,共24页，2024年2月25日，星期天请大家根据原电池原理，写出电极反应式及电池反应方程式。a装置中：负极：Fe-2e-=Fe2+正极：O2+2H2O+4e-=

4OH-电池反应：2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)2分析：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O进一步反应：第13页,共24页，2024年2月25日，星期天正极：2H++2e-=H2

↑负极：Fe-2e-=Fe2+b装置中:电池反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑分析：当钢铁处于酸性气氛中时，易发生析氢腐蚀。析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。第14页,共24页，2024年2月25日，星期天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酸性。水膜呈中性或酸性很弱或碱性。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联系第15页,共24页，2024年2月25日，星期天

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？交流与讨论请大家阅读课本Ｐ92-93第16页,共24页，2024年2月25日，星期天原理：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.牺牲阳极保护法二、金属的电化学保护牺牲阳极的阴极保护法示意图第17页,共24页，2024年2月25日，星期天2.外加电流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第18页,共24页，2024年2月25日，星期天金属防护的其他几种重要方法①在金属表面覆盖保护层。刷油漆、涂机油、加塑料层……②改变金属内部的组织结构，制成合金。不锈钢、马口铁、白口铁……衣架和电线的外面包上一层塑料层健身器材刷油漆以防锈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第19页,共24页，2024年2月25日，星期天探究一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀？为什么？探究二、纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？如果向酸中再加入硫酸铜又会什么现象？第20页,共24页，2024年2月25日，星期天3.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)课堂练习第21页,共24页，2024年2月25日，星期天4、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________________________练习(4)<(