《4.3 第三节 金属的腐蚀与防护》参考课件

第三节金属的电化学腐蚀与防护1.知道金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）。2.能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。3.知道防护金属腐蚀的方法。学习目标：

金属的腐蚀对国民经济带来的损失是惊人的，据一份统计报告，全世界每年由于腐蚀而报废的金属设备和材料，约相当于金属年产量的1/3。1.什么是金属腐蚀？一、金属的腐蚀

指金属或合金与周围接触到的______或________发和生_________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_______的过程(发生______反应)。M-ne-=Mn+气体液体氧化还原阳离子氧化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）____发生化学反应而引起的腐蚀。_____金属跟____________接触时，发生_______反应，比较________的金属失去电子发生氧化而被腐蚀。化学腐蚀：(次要)——根据与金属接触的介质不同分:电化学腐蚀：不纯电解质溶液原电池活泼直接(主要)为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈呢？钢铁潮湿空气水膜CO2、SO2、H2S电解质溶液（H+)铁C

原电池电解质溶液形成：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。H++OH-H2OH2O+CO2H++HCO3-H2CO3正极C：负极Fe：电池反应：(1)析氢腐蚀分析：水膜酸性较强，易发生析氢腐蚀。如酸雨严重的地方。Fe-2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑负极Fe：正极C：总反应：分析：水膜呈中性或弱酸性(5.6<pH<7)或碱性，易发生吸氧腐蚀。如海水中。2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O(2)吸氧腐蚀2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3实验4－3现象：(1)导管中水面_______,形成一段________。在中性条件下，铁钉发生吸氧腐蚀，消耗具支试管中的氧气，使具支试管内气压减小，水被压入导管形成水柱。上升水柱(2)加入CuSO4溶液的试管生成H2的速率______。加快被Zn置换出来的Cu与Zn、稀盐酸构成很多微小的原电池，发生原电池反应，使生成H2的速率加快。化学腐蚀与电化腐蚀的比较化学腐蚀电化腐蚀条件现象本质联系金属跟氧化剂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两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍，更快二、金属防护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生能优异的合金。如：①把铬、镍加入普通钢中制成不锈钢产品；②钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，不具有良好的生物相溶性。2.在金属表面覆盖保护层

在金属表面覆盖致密的保护层，将金属物品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如：①在钢铁制品的表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷等；②用电镀等方法在钢铁表面镀上一层锌、锡、铬、镍等金属；③用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理（烤蓝，生成一层致密的四氧化三铁薄膜）；④利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化等。⑤采用离子注入、表面渗透镀等方式在金属表面也可以形成稳定的钝化膜等。白铁皮：锌比铁活泼，破损时与水膜构成原电池时，锌作负极失电子被氧化而腐蚀，铁作正被保护。马口铁：铁比锡活泼，破损时与水膜构成原电池时，铁作负极失电子被氧化而易腐蚀。

金属发生电化学腐蚀时，总是作为原电池的___极（___极）的金属被腐蚀，作为___极（___极）的金属不被腐蚀。因此，可以将要保护的金属作__极（___极），则该金属就不会被腐蚀。1.牺牲阳极(负极)法在钢铁设备上装上(或连接)若干___合金或___块,它们比铁活泼作___极(____极),不断被腐蚀,作___极(___极)的钢铁被保护.原电池原理牺牲阳极保护法示意图嵌有锌块的船体连接有镁块的地下钢管氧化反应3.电化学保护负阳正阴正阴镁锌阳负阴正实验4－4实验装置电流表阳极阳极现象有关反应(1)现象：偏转溶解无明显现象验证牺牲阳极法实验(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++K3[Fe(CN)6]=KFe

[Fe(CN)6]↓+2K+蓝色沉淀黄色溶液验证牺牲阳极法实验(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)外加电流法将要保护的钢铁设备作为___极，用惰性电极作为辅助___极，两者均存在于______溶液里，接外加_____电源。通电后，____被强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀_____降至零或接近于零，钢铁设备被迫成为阴而受到保护。电解原理外加电流法示意图阴阳电解质直流电子电流牺牲阳极法：外加电流法：辅助阳极比被保护金属活泼（本身不断被腐蚀）惰性材料（只起导电作用，本身不被腐蚀）不相同一般而言，外加电流法比牺牲阳极法保护效果更好。金属的电化学腐蚀与防护金属的腐蚀概念本质类型吸氧腐蚀析氢腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀金属的电化学防护牺牲阳极(负极)的阴极(正极)保护法原电池原理外加电流的阴极保护法电解原理小结：

1.下列试管中盛放的都是饱和食盐水。讨论下图几种情况，铁的腐蚀由快到慢的顺序是：______________(4)(3)(1)(2)(5)学习评价:吸氧腐蚀牺牲阳极(Zn)保护阴极(Fe)牺牲阳极(Fe)保护阴极(Cu)外加电流，腐蚀阳极(Fe)保护阴极(Cu)外加电流，腐蚀阳极(Cu)保护阴极(Fe)原电池原理原电池原理原电池原理电解原理电解原理2.下列关于金属腐蚀的叙述正确的是()A.金属被腐蚀的本质是B.马口铁（镀锡铁）镀层破损后，首先是镀层被氧化C.金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D.常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀C3.下列金属防腐的措施中，属于牺牲阳极法的是()A.水中的钢闸门连接电源的负极 B.金属护栏表面涂漆C.汽车底盘喷涂高分子膜 D.地下钢管连接锌板DA.图1中，铁钉易被腐蚀B.图2中，滴加少量溶液，没有蓝色沉淀出现C.图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D.图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极4.下列叙述正确的是()C5.图Ⅰ的目的是精炼铜，图Ⅱ的目的是保护钢闸门。下列说法正确的是()CA.图Ⅰ中b为纯铜，电解过程中质量减轻，发生的反应为Cu2＋＋2e－=CuB.图Ⅰ中SO42－向a极移动，但不放电C.图Ⅱ中如果a、b间用导线连接时，钢闸门作正极D.图Ⅱ中如果a、b间连接直流电源利用外加电流法保护钢闸门时，则X必须用锌6.港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年，主要的防腐方法有：①钢梁上安装铝片；②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是(

)A．防腐涂料可以防水、隔离O2，降低吸氧腐蚀速率B．防腐过程中铝和锌均作为牺牲阳极，失去电子C．钢铁发生吸氧腐蚀时的负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋D．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除C7.对金属制品进行抗腐蚀处理可延长其使用寿命。（1）以下为铝材表面处理的一种方法：以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_____________________________。取少量废电解液，加入NaOH溶液直至过量，先生成白色沉淀，后沉淀又溶解，则说明废电解液中含的离子是______。（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是__________________________________