金属的腐蚀与防护 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章

化学反应与电能

第三节

金属的腐蚀与防护

《青花瓷》

方文山Cu2(OH)2CO3生活情境——金属的腐蚀在生活中非常普遍

①什么是金属的腐蚀？

②金属的腐蚀有几种类型？以哪种腐蚀为主？金属的腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀吸氧腐蚀(水膜呈中性或酸性较弱）析氢腐蚀(水膜呈酸性)本质：M-ne-=Mn+

发生氧化反应阅读课本107页第3、4、5自然段。回答下列问题。原电池反应与氧化剂直接接触反应一、金属的腐蚀

化学腐蚀电化学腐蚀条件现象本质影响因素联系金属与其表面接触到的一些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与接触物质的氧化性及温度有关与电解质溶液的酸碱性及金属活性有关两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍化学腐蚀和电化学腐蚀的对比钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀，但在潮湿的空气里却很快被腐蚀，这是什么原因呢?

在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等气体，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。想一想1.析氢腐蚀：酸性环境中酸性环境中，由于在腐蚀过程中不断有H2放出，所以叫做析氢腐蚀2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+Fe+2H+=Fe2++H2↑负极：正极：总反应：(析氢腐蚀)

2.吸氧腐蚀:中性或酸性很弱甚至碱性2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O进一步反应：负极：正极：电池反应：(吸氧腐蚀)实验4-3(1)现象及原因：导管中的水柱上升，铁钉生锈。装置中Fe、C、饱和食盐水构成了原电池，由于NaCl溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，氧气消耗使具支试管压强减小，水柱上升(2)现象及原因：开始时试管中均有无色气体产生，且两支试管中产生气泡的速率相等；滴加硫酸铜溶液的试管产生气体速率明显加快。原因是锌置换出铜后构成了铜锌原电池，锌作负极，腐蚀速率加快。装置中Zn、Cu、稀盐酸构成了原电池，Zn作负极，Cu作正极，电解质溶液稀盐酸呈酸性，发生析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电极反应联系Fe2O3·nH2O(铁锈)通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍。水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱或碱性负极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钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较注

：1、只有位于金属活动性顺序中氢前的金属才可能发生析氢腐蚀

2、氢前和氢后的金属都可发生吸氧腐蚀烤蓝涂机油烤漆涂凡士林镀锌镀铬【交流研讨】属部件采用了什么样的防护措施吗?1、改变金属材料的组成在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金把铬、镍等加入普通钢中制成不锈钢产品；钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性二、金属的防护

2、在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开。(1)非金属保护层：喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等(2)金属保护层：在钢铁表面镀上一层锌、锡、铬、镍等金属(3)发蓝处理：钢铁部件表面生成一层致密的四氧化三铁薄膜；(4)钝化处理：铝制品的表面形成致密的氧化膜喷漆镀铬发蓝处理包上塑料层烧涂搪瓷3．电化学保护法

金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极（阳极）的金属被腐蚀，作为正极（阴极）的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，则该金属就不易被腐蚀。(1)牺牲阳极法阴极保护法(2)外加电流法(1)牺牲阳极法原理：应用

原理，让被保护金属作

极，找另一种活泼性较强金属作

极原电池正负船身上装锌块找替罪“阳”实验4－4实验装置电流表阳极阴极现象有关反应(1)现象：偏转溶解无明显现象牺牲阳极法实验(1)Zn-2e-=Zn2+O2+2H2O+4e-=4OH-锌片、铁片酸化的氯化钠溶液构成原电池，锌为阳极（负极）失电子，被腐蚀，铁为阴极（正极）被保护。结论：Fe2+的检验：Fe2++K++[Fe(CN)6]3-=KFe

[Fe(CN)6]↓蓝色沉淀黄色溶液牺牲阳极法实验(2)(2)

现象：缠有锌片的铁钉周周围只出现红色，缠有铜片的铁钉铜片周围出现红色，同时铁钉周围出现蓝色沉淀。Zn-2e-=Zn2+O2+2H2O+4e-=4OH-锌片(阳极)：铁钉(阴极)：铜片(阴极)：铁钉(阳极)：Fe-2e-=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-结论：不同金属构成原电池发生电化学腐蚀时，较活泼金属的被腐蚀，相对不活泼的金属被保护。锌被腐蚀，铁被保护铁被腐蚀，铜被保护(2)外加电流法应用电解池原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，外接直流电源。通电后，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零。在这个系统中，钢铁设备被迫成为阴极而受到保护。

牺牲阳极法外加电流法原理

保护方法

保护电流

注意事项

牺牲阳极法和外加电流法的比较原电池电解池使被保护的金属与比它活泼的金属接触，被保护的金属做正极。使被保护的金属与电源负极接触，被保护的金属做阴极。较小较大

负极（阳极）材料需要定期更换辅助阳极需要定期检查思考与讨论金属腐蚀快慢的规律：(1)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，氧化还原反应的速率越

，活泼金属被腐蚀的速度越

。(2)同一电解质溶液中,电解原理引起的腐蚀(阳极）

原电池原理引起的腐蚀（负极）

化学腐蚀

有防腐措施的腐蚀(电解池的阳极、原电池的正极及加有镀层的金属）。(3)同一种金属的腐蚀：在强电解质中

弱电解质中

非电解质中>>>>>快快金属腐蚀速率的判断，首先应确定金属所处装置是原电池，还是电解池。其次判断该金属是原电池的正、负极，还是电解池的阴、阳极。最后利用金属腐蚀