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第四节金属的电化学腐蚀与防护,第四章：电化学基础,金属的腐蚀在生活中非常普遍,钢铁生锈,铜器生锈,铜器表面生成铜绿,中国航天工业总公司第三十一研究所近日公布了一组数据：全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈.全球每年钢铁腐蚀的经济损失约10000亿美元，占各国国民生产总值GNP的2%4%，在美国，每年因钢铁腐蚀造成的损失就占国内生产总值的3%，大约三分之一的化学设备因局部腐蚀而停工。我国钢铁腐蚀经济损失高达2800亿人民币，约占国民生产总值GNP的4%，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊人的。,资料：,一、金属的腐蚀,1、什么是金属腐蚀？,指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。,2、金属腐蚀的本质是什么?,是金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）。,M-ne-=Mn+,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）直接发生化学反应而引起的腐蚀。,不纯金属或合金跟电解质溶液接触时，发生原电池反应而引起的腐蚀，比较活泼的金属失去电子被氧化。,化学腐蚀：电化学腐蚀：,(次要),(主要),根据与金属接触的介质不同,升温可加快金属腐蚀,化学腐蚀：,家用燃气灶的中心部位很容易生锈,食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈,海边的铁制品比较容易生锈。,三、金属的电化学腐蚀,铁钉锈蚀条件的探究,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：,H+OH-,H2O+CO2,H+HCO3-,H2O,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。,实验,钢铁表面形成的微小原电池示意图,钢铁的析氢腐蚀示意图,钢铁的吸氧腐蚀示意图,思考：你能写出它们的电极反应式？,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。,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=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O,进一步反应：,正极：2H+2e-=H2,负极：Fe-2e-=Fe2+,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。,钢铁腐蚀,水膜呈强酸性,水膜呈中性或弱酸性,Fe-2e-=Fe2+,2Fe-4e-=2Fe2+,O2+2H2O+4e-=4OH-,2H+2e=H2,2H+Fe=Fe2+H2,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,Fe2O3nH2O,4Fe(OH)2+2H2O+O
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