金属的腐蚀与防护

1、 你知道吗你知道吗 目前我国由于金属材料的腐蚀损失每年目前我国由于金属材料的腐蚀损失每年 大约大约5000亿元人民币，约占我国国民生亿元人民币，约占我国国民生 产总值的产总值的6%左右。左右。 全球每一分钟就有全球每一分钟就有1吨钢吨钢被被腐蚀成铁锈，腐蚀成铁锈， 每年生锈腐蚀的钢铁占全年钢铁产量的每年生锈腐蚀的钢铁占全年钢铁产量的 四分之一！四分之一！ 发达国家发达国家每年因金属腐蚀造成的直接经济损失，每年因金属腐蚀造成的直接经济损失， 约占国内生产总值约占国内生产总值(GDP)的的2%4%。超过超过 地震、水灾、台风等自然灾害造成损失的地震、水灾、台风等自然灾害造成损失的总和总和！ 一、金

2、属的腐蚀 1、什么是金属腐蚀？、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+ 升温可 金 属腐蚀 促进 潮湿的环境 可 金属腐 蚀 促进 3、金属腐蚀的类型有哪些？ 金属跟接触到的干燥气体（如SO2、Cl2、O2等）或 非电解质溶液（石油）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，发生原电池反应， 比较活泼的金属失去电子被氧化。 化学腐蚀：化学腐蚀： 电化学腐蚀：电化学腐蚀： 根据与金属接触的介质不同 金属的腐蚀以电化

3、学腐蚀为主 请比较下列现象的差异？请比较下列现象的差异？ 铁与酸反应，铁被腐蚀。铁与酸反应，铁被腐蚀。 腐蚀速率较慢。腐蚀速率较慢。 铁作负极被腐蚀，铁作负极被腐蚀， 腐蚀速率较快。腐蚀速率较快。 化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生，化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生， 但电化学腐蚀更普遍但电化学腐蚀更普遍 较活泼的金属被氧化较活泼的金属被氧化金属被氧化金属被氧化 有微弱的电流产生有微弱的电流产生不产生电流不产生电流 不纯金属或合金跟电不纯金属或合金跟电 解质溶液接触解质溶液接触 金属跟接触的物金属跟接触的物 质反应质反应 化学腐蚀和电化学腐蚀的比较化学腐蚀和电化学腐蚀的比较 实验探究实验探究 导管中的液

4、面 试管中的液面 导管中的液面 试管中的液面 加醋酸的试管加NaCl的试管 1、析氢腐蚀析氢腐蚀（酸性水溶液）（酸性水溶液） 负极：负极：Fe 2e = Fe2+ 总反应：总反应： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 正极：正极：2H+ + 2e = H2 金属金属的的电化学电化学腐蚀腐蚀（以铁为例）（以铁为例） 2、吸氧腐蚀吸氧腐蚀（中性或酸性很弱水溶液）（中性或酸性很弱水溶液） 负极：负极：2Fe - 4e =2Fe2+正极：正极：O2 + 2H2O + 4e = 4OH 总反应：总反应：2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 后续反应：后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O

5、2=4Fe(OH)3 Fe2O3 析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀 条件条件 电电 极极 反反 应应 负极负极Fe(-) 正极正极C(+) 总反应总反应 联系联系 Fe2O3 nH2O （铁锈）（铁锈） 水膜呈水膜呈酸性酸性水膜呈水膜呈中性或酸性很弱中性或酸性很弱 Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+ 2H+ + 2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH- Fe +2H+ = Fe2+ + H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 金属的腐蚀以电化腐蚀为主，金属的腐蚀以电化腐蚀为主， 电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主电化腐蚀又以吸氧

6、腐蚀为主(pH5.6时时) 若若pH(2)(1)(3)(4) 思考：根据金属腐蚀的原理，你还能想出什么防止思考：根据金属腐蚀的原理，你还能想出什么防止 金属腐蚀的方法？金属腐蚀的方法？ 衣架和电线的外面包衣架和电线的外面包 上一层塑料层上一层塑料层 某些工具的某些工具的“机械转动部位机械转动部位”选选 用油脂来防锈，为什么不能用油用油脂来防锈，为什么不能用油 漆漆 生活中常见的一些防护措施生活中常见的一些防护措施 给链条涂上机油给链条涂上机油, , 给支架烤上一层漆给支架烤上一层漆, , 将齿轮镀上一层铬将齿轮镀上一层铬 并涂上机油。并涂上机油。 健身器材刷油漆以防锈健身器材刷油漆以防锈 3.

7、金属的常见防护方法 .在金属表面覆盖保护层。 例如：喷涂漆；涂油脂；表面钝化；电镀(在钢 铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层)等。 改变金属内部的组成结构，制成合金。 烤蓝烤蓝 涂机油涂机油 烤漆烤漆 涂凡士林涂凡士林 镀锌镀锌 镀铬镀铬 自行车的金属部件采用了什么样的防护措施? 2、将将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上， 一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐已被腐 蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图，如图 所示。导致现象产生的主要原因是液滴之下氧气所示。导致现

8、象产生的主要原因是液滴之下氧气 含量比边缘处少。下列说法正确的是含量比边缘处少。下列说法正确的是() A液滴中的液滴中的Cl 由 由a区向区向b区迁移区迁移 B铁腐蚀严重的区域，生锈也严重铁腐蚀严重的区域，生锈也严重 C液滴下的液滴下的Fe因发生还原反应而被因发生还原反应而被 腐蚀，生成的腐蚀，生成的Fe2 由 由a区向区向b区迁移，与区迁移，与b区的区的OH 形成形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈，进一步氧化、脱水形成铁锈 D液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2 2H2O4e =4OH 课堂检测 D 3 3、市场上出售的、市场上出售的“热敷袋

9、热敷袋”主要成分是铁屑、主要成分是铁屑、 炭粉、木屑和少量氯化钠、水等。热敷袋使炭粉、木屑和少量氯化钠、水等。热敷袋使 用前，用塑料袋使之与空气隔绝，使用时打用前，用塑料袋使之与空气隔绝，使用时打 开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完 后，你会发现有大量铁锈存在。后，你会发现有大量铁锈存在。 (1)“(1)“热敷袋热敷袋”放出的热量是利用了铁放出的热量是利用了铁_放出的热量。放出的热量。 (2)(2)炭粉的主要作用是炭粉的主要作用是_ _。 (3)(3)氯化钠的主要作用是氯化钠的主要作用是_。 (4)(4)写出电极反应，正极写出电极反应，正极_ _ _， 负

10、极负极_ _ _， 若铁锈的主要成分为若铁锈的主要成分为FeFe2 2O O3 3，写出产生，写出产生FeFe2 2O O3 3的有关反应方程式的有关反应方程式 _。 课堂检测 氧化氧化 与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑氧化与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑氧化 氯化钠溶于水形成电解质溶液氯化钠溶于水形成电解质溶液 2H2OO24e=4OH 2Fe4e=2Fe2 一一.金属的腐蚀金属的腐蚀 1.定义定义 2.本质本质 3.分类分类 化学腐蚀 电化学腐蚀 钢铁的析氢腐蚀(次要) 钢铁的吸氧腐蚀（主要） 二.金属的防护 1.电化学保护法 2.改善金属的内部组织结构(内因) 3.在金属表面

11、覆盖保护层 课堂小结课堂小结 思考：根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金思考：根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金 属腐蚀的方法？属腐蚀的方法？ 衣架和电线的外面包衣架和电线的外面包 上一层塑料层上一层塑料层 某些工具的某些工具的“机械转动部位机械转动部位”选选 用油脂来防锈，为什么不能用油用油脂来防锈，为什么不能用油 漆漆 生活中常见的一些防护措施生活中常见的一些防护措施 给链条涂上机油给链条涂上机油, , 给支架烤上一层漆给支架烤上一层漆, , 将齿轮镀上一层铬将齿轮镀上一层铬 并涂上机油。并涂上机油。 健身器材刷油漆以防锈健身器材刷油漆以防锈 自行车的钢圈和车铃是在钢上镀自行车的钢圈

12、和车铃是在钢上镀 上一层既耐腐蚀又耐磨的上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr 原理原理 ： 形成形成原电池反应原电池反应时时，让让被保护被保护 金属金属做做正极正极，不反应，起到保护作用；不反应，起到保护作用； 而而活泼金属反应受到腐蚀活泼金属反应受到腐蚀。航海船。航海船 只的船底四周镶嵌锌块，就是利用牺牲只的船底四周镶嵌锌块，就是利用牺牲 阳极保护法来保护船体的。阳极保护法来保护船体的。 2 2、牺牲阳极的阴极保护法、牺牲阳极的阴极保护法 金属的电化学防护 航海的船只航海的船只 的船底四周的船底四周 镶嵌锌块镶嵌锌块 （白色），（白色）， 就是利用就是利用牺牺 牲阳极的阴牲阳极的阴 极保护法极保护法。

13、 用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换 锌块锌块 金属的腐蚀与防护 牺牲阳极牺牲阳极的的阴极保护法阴极保护法示意图示意图 如何防止地下钢铁管道的腐蚀？如何防止地下钢铁管道的腐蚀？ 用牺牲镁块的方法来防止地下钢用牺牲镁块的方法来防止地下钢 铁管道的腐蚀，镁块要定期更换铁管道的腐蚀，镁块要定期更换 原理原理 ：将将被保护金属被保护金属与另一与另一附加电极附加电极作为作为电解池电解池的两的两 个极，使个极，使被保护的金属被保护的金属作为作为阴极阴极，在外加直流，在外加直流 电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防电的作用下使阴极得到保护。此法主要用

14、于防 止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。 3 3、外加电流的阴极保护法、外加电流的阴极保护法 金属的电化学防护 辅助阳极辅助阳极 （不溶性）（不溶性） 在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规 律如下：律如下： 电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀有防腐措施的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下：防腐措施由好到坏的顺序如下： 外接电源的阴极保护法（电解池）牺牲阳极外接电源的阴极保护法（电解池）牺牲阳极 的阴极保护法（原电池）有一般防腐条件保护的阴极保护法（原电池）有一般防腐条件保护 无防腐条件无防腐条件 规律小结：规律小结： 及时及时 反馈反馈 下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢 的顺序是的顺序是 (5) (2) (1) (3) (4) 金属阳离子金属阳离子 失失e e- - 金属腐蚀的类型金属腐蚀的类型 化学腐蚀化学腐蚀 电化学腐蚀电化学腐蚀 一、金属的电化学腐蚀一、金属