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第四章电化学基础 4 4金属的电化学腐蚀与防护 衡阳县五中化学组贺鲁越 思考 为什么会出现图示的现象 材料我国作为世界上钢铁产量最多的国家 每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一 金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2 4 3000亿元 2005年 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 2012年8月1日 美国明尼苏达州一座跨越密西西比河的大桥发生坍塌 事故造成6人死亡 一 金属的电化学腐蚀 1 金属腐蚀 1 定义 金属腐蚀是金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象 2 本质 金属失去电子变成阳离子 发生氧化反应 M ne Mn 金属的腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 金属与直接接触到的干燥气体 如O2 Cl2 SO2等 或非电解质液体等直接发生化学反应而引起的腐蚀 不纯的金属与电解质溶液接触时 形成原电池反应而引起的腐蚀 3 分类 常见普遍 钢铁 潮湿空气 水膜 CO2 SO2 H2S 电解质溶液 H 铁 负极 C 正极 原电池 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 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 2 电化学腐蚀 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 2 4Fe OH 2 2H2O O2 4Fe OH 3 联系 讨论 1 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 2 炒菜用的铁锅向其装半锅水 铁锅哪个位置腐蚀最快 炒完酸菜后的铁锅为什么更容易腐蚀 3 海边的铁制品比较容易生锈 为什么 探究实验将酸洗除锈的铁钉 用饱和食盐水浸泡一下 放入下图所示的具支试管中 几分钟后观察导管中水柱的变化 思考引起变化的原因 有水柱上升 铁锈 原电池 吸氧 想一想 金属的腐蚀是以电化学腐蚀为主 刚刚了解了金属腐蚀的原理 那么如何来保护金属呢 金属防护的几种重要方法 1 在金属表面覆盖保护层 二 金属的防护 在铁制的衣架上包一层塑料 健身器材 在自行车的钢圈涂一层既耐磨又耐腐蚀的金属Cr 在金属表面涂油漆 扳手的关键部位涂机油 在铁皮镀上千分之一厘米的锡 可隔绝空气与水 2 改变金属内部的组织结构 制成合金 不锈钢门 不锈钢餐具 不锈钢双斗水槽 不锈钢铲勺 医疗器材 原理 应用原电池原理 让被保护金属作正极 起到保护作用 而活泼性较强的金属作负极失去电子 受到腐蚀 3 牺牲阳极的阴极保护法 牺牲阳极的阴极保护法示意图 牺牲阳极的阴极保护法 4 外加电流的阴极保护法 外
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