金属的腐蚀和防护1-3-3

1、铁锈斑斑铁锈斑斑四川省宜宾市城区的南门大桥四川省宜宾市城区的南门大桥钢铁钢铁生锈生锈造成大桥造成大桥断裂断裂！断裂断裂铜器表面生成一层薄薄的铜器表面生成一层薄薄的铜绿铜绿铜绿的主要铜绿的主要成分是成分是Cu2(OH)2CO3第三节第三节 （第四课时）（第四课时） 金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀 左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的食品罐头放在南极食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈多年了，却很少生锈升温可加升温可加快金属腐快金属腐蚀蚀海边的铁制品比较容易生锈，为什么？海边的铁制品比较容易生锈，为什么？原电池反原

2、电池反应可加快应可加快金属腐蚀金属腐蚀 原电池的原电池的形成条件形成条件:(1)活泼性不同的两种金属（或金属与石活泼性不同的两种金属（或金属与石墨）墨）构成两个电极构成两个电极(2)电解质溶液电解质溶液(3)构成闭合电路构成闭合电路(4)自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应复习衔接复习衔接发生发生_反应的是反应的是_极（电极消耗）极（电极消耗） 发生发生_反应的是反应的是_极（电极放出气体极（电极放出气体或析出金属）或析出金属）原电池正负极的判断原电池正负极的判断根据金属的活泼性判断根据金属的活泼性判断根据电极反应来判断根据电极反应来判断活泼活泼金属做金属做_极极, 不活泼不活泼金属金属(或可

3、导电的或可导电的非金属）做非金属）做_极极还原还原负负正正负负正正氧化氧化钢铁的电化学腐蚀：钢铁的电化学腐蚀：CO2负极：，电极反应式：负极：，电极反应式：正极：，电极反应式：正极：，电极反应式：总反应式：总反应式：Fe - 2e- Fe2+2H+ + 2e- H2Fe + 2H+ Fe2+ + H2铁铁碳碳H2O + CO2 H2CO3H+ + HCO3-负极：，电极反应式：负极：，电极反应式：正极：，电极反应式：正极：，电极反应式：总反应式：总反应式：2Fe - 4e- 2Fe2+2H2O + O2 + 4e- 4 OH-2Fe+ 2H2O + O2 2 Fe(OH)2铁铁碳碳钢铁的两种环

4、境下的腐蚀钢铁的两种环境下的腐蚀比较比较（1）（2）Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。条件条件较强较强酸性酸性。 中性中性 碱性碱性 酸性很弱酸性很弱电极反应电极反应负极负极Fe(-)Fe-2e- =Fe2+2Fe-4e- =2Fe2+正极正极C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e- =4OH-总反应总反应:Fe+2H+= Fe2+H22Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2 =4Fe(OH)3联系联系生成铁锈：生成铁锈：水膜呈水膜呈_水膜呈水膜呈 、 或或_小结：钢铁小结：钢铁

5、析氢腐蚀析氢腐蚀和和吸氧腐蚀吸氧腐蚀的的比较比较类型类型析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀形成条件形成条件水膜水膜酸性较强酸性较强水膜水膜酸性很弱或呈酸性很弱或呈中性、碱性中性、碱性电解质溶电解质溶液液溶有溶有COCO2 2的水溶液的水溶液溶有溶有O O2 2的水溶液的水溶液负极反应负极反应FeFe2e2e=Fe=Fe2 2正极反应正极反应2H2H2e2e=H=H2 22H2H2 2O OO O2 24e4e=4OH=4OH电子电子如何如何流动流动形成形成电路电路FeFe失去失去2e2e成为成为FeFe2 2进入溶液，失去的电进入溶液，失去的电子流入子流入C C极，极，H H趋向趋向于于C C极

6、，在极，在C C极上得到极上得到电子生成电子生成H H2 2析出析出FeFe失去电子成为失去电子成为FeFe2 2进入溶液，失去的电进入溶液，失去的电子流入子流入C C极，在极，在C C极极O O2 2获得电子成为获得电子成为OHOH进进入溶液入溶液总反总反应应FeFe2H2H+ += Fe= Fe2+2+H+H2 22Fe2FeO O2 22H2H2 2O O=2Fe(OH)=2Fe(OH)2 2其他其他反应反应4Fe(OH)4Fe(OH)2 2O O2 22H2H2 2O=4Fe(OH)O=4Fe(OH)3 32Fe(OH)2Fe(OH)3 3=Fe=Fe2 2O O3 3x xH H2

7、2O O(3(3x x)H)H2 2O O普遍普遍性性吸氧腐蚀吸氧腐蚀比析氢腐蚀比析氢腐蚀更普遍更普遍注意：注意：（1）电化学腐蚀是通过构成无数微小的原）电化学腐蚀是通过构成无数微小的原电池而发生的，作为负极的较活泼金属将不电池而发生的，作为负极的较活泼金属将不断被腐蚀。而不活泼的金属（或非金属或其断被腐蚀。而不活泼的金属（或非金属或其它杂质）则被保护。它杂质）则被保护。（2）电化学腐蚀，只有当金属跟电解质溶）电化学腐蚀，只有当金属跟电解质溶液接触时，才会发生，并伴有微电流产生。液接触时，才会发生，并伴有微电流产生。（3）原电池反应能加快金属腐蚀）原电池反应能加快金属腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀的

8、差异化学腐蚀与电化学腐蚀的差异铁与酸反应，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。两者往往两者往往同时同时发生，电化学腐蚀更普遍发生，电化学腐蚀更普遍相互相互联系联系较活泼较活泼金属被氧化金属被氧化金属被氧化金属被氧化本质本质有有微弱电流微弱电流产生产生无电流无电流产生产生现象现象不纯不纯金属或合金金属或合金跟跟电解质溶液电解质溶液及及氧化剂氧化剂( (O2) )接触接触金属跟具有氧化性金属跟具有氧化性的物质直接接触的物质直接接触条件条件电化学腐蚀电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀与电化学腐蚀

9、的比较 1.金属腐蚀的本质：金属腐蚀的本质：金属原子金属原子 金属金属_，发生，发生_反应反应氧化氧化失去失去 e-阳离子阳离子2.金属腐蚀金属腐蚀的分类的分类化学腐蚀化学腐蚀电化电化学腐蚀学腐蚀(较强酸性环境较强酸性环境)(中性、碱性或中性、碱性或弱酸性环境弱酸性环境)（普遍）（普遍）小结：小结：吸氧腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀金属腐蚀的危害金属腐蚀的危害 金属的腐蚀对国民经济带来的损失是惊人的，金属的腐蚀对国民经济带来的损失是惊人的，据美国的一份统计报告，全世界每年由于腐蚀而报据美国的一份统计报告，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废的金属设备和材料，约相当于金

10、属年产量的1/3，至于因设备腐蚀损坏而引起的停工减产、产品质量至于因设备腐蚀损坏而引起的停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康甚至造成严重事故下降、污染环境、危害人体健康甚至造成严重事故的损失，就更无法估计了。当前，世界各国都有许的损失，就更无法估计了。当前，世界各国都有许多优秀的科学家，从事金属腐蚀理论及防护方法的多优秀的科学家，从事金属腐蚀理论及防护方法的研究工作。有志者可选择这方面的课题研究，一定研究工作。有志者可选择这方面的课题研究，一定会大有作为；一旦有新的突破，产生的经济效益和会大有作为；一旦有新的突破，产生的经济效益和社会影响，必将是巨大的。社会影响，必将是巨大的。 二、

11、金属的防护二、金属的防护 （三）金属的防护方法（三）金属的防护方法 :空气空气水水隔离隔离船身如何防腐蚀的？船身如何防腐蚀的？用牺牲锌块的方法来保护用牺牲锌块的方法来保护船身上装锌块船身上装锌块 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，镁块要定期更换消除引起金属发生电化学腐蚀的原电池反应消除引起金属发生电化学腐蚀的原电池反应3.金属的电化学防护金属的电化学防护 原理：原理：在被保护的金属上在被保护的金属上连接连接比该金属比该金属_，此金属作，此金属作_极，反应受极，反应受到腐蚀，到

12、腐蚀，被保护的金属被保护的金属作作_极，极，不反应，不反应，起到保护作用。起到保护作用。叫做叫做牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法。做负极材料常用的有做负极材料常用的有_镁、铝、锌镁、铝、锌(1)(1)牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法 (2) (2)阴极电保护法阴极电保护法 这种方法是将被保护的钢铁设备这种方法是将被保护的钢铁设备( (如钢闸如钢闸门门) )与外加与外加直流电源直流电源的的_极相连作为极相连作为_极，而将直流电源的正极接到一极，而将直流电源的正极接到一些废铁上，使废铁成为些废铁上，使废铁成为_极。这种极。这种防止金属腐蚀的方法防止金属腐蚀的方法叫做阴极电保护法。叫做阴极电保护法。负负阴阴

13、阳阳小结小结：防腐效果由：防腐效果由好到差好到差的顺序为：的顺序为：外加电源的阴极电保护法防腐牺牲外加电源的阴极电保护法防腐牺牲阳极保护法防腐有一般防护条件的阳极保护法防腐有一般防护条件的防腐无防护条件的防腐。防腐无防护条件的防腐。温温 馨馨提提 示示请阅读请阅读自主学习丛书自主学习丛书P27金属腐蚀快慢的比较金属腐蚀快慢的比较牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法阴极电保护法阴极电保护法知识总结知识总结1.埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下被腐蚀速率最慢的是情况下被腐蚀速率最慢的是 ( )A在潮湿疏松的土壤中；在潮湿疏松的土壤中； B在含铁元素较多的酸性土壤中；

14、在含铁元素较多的酸性土壤中；C在干燥致密不透气的土壤中；在干燥致密不透气的土壤中； D在含碳较多的潮湿透气的中性土壤在含碳较多的潮湿透气的中性土壤C2.下列装置中四块相同的下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后片，放置一段时间后腐蚀速率由腐蚀速率由慢慢到到快快的顺序是：的顺序是：_(4) (2) (1) (3)P58请你当设计师，假设用钢材在请你当设计师，假设用钢材在杭州西湖内杭州西湖内建建造能使用造能使用20年左右年左右的一座大桥，有三种防锈的一座大桥，有三种防锈措施供选择，你认为各种方法有什么优、缺措施供选择，你认为各种方法有什么优、缺点？你优先选择哪种方法？理由是什么？点？你优先选择

15、哪种方法？理由是什么？（1）涂上油漆）涂上油漆（2）使用镀铬的钢）使用镀铬的钢（3）使用不锈钢）使用不锈钢P57思考与交流思考与交流如何选用防锈方法如何选用防锈方法-请你决策请你决策涂油漆涂油漆的优点是成本较低，缺点是油漆层容易的优点是成本较低，缺点是油漆层容易脱落，保护作用一般，不太适合大桥要使用多脱落，保护作用一般，不太适合大桥要使用多年的要求，而且也不适合在风景区使用。年的要求，而且也不适合在风景区使用。使用镀铬的钢使用镀铬的钢的优点是保护作用优良，外表美的优点是保护作用优良，外表美观，适合在风景区使用。观，适合在风景区使用。使用不锈钢使用不锈钢的用点是保护作用优异，外表美的用点是保护作

16、用优异，外表美观，但成本较高，应酌情考虑。观，但成本较高，应酌情考虑。钢铁在钢铁在酸性环境腐蚀酸性环境腐蚀示意图示意图钢铁在钢铁在碱性或中性环境腐蚀碱性或中性环境腐蚀示意图示意图 自行车如何防生锈？自行车如何防生锈？是在金属表面镀上一层耐腐蚀的金属，如自是在金属表面镀上一层耐腐蚀的金属，如自行车的钢圈和车铃是在钢上行车的钢圈和车铃是在钢上镀镀上一层既耐腐上一层既耐腐蚀又耐磨的蚀又耐磨的Cr自行车的车把、自行车的车把、车辐条、钢圈车辐条、钢圈和车铃防锈措和车铃防锈措施是什么？施是什么？ 1、 烧过菜的铁锅未及时洗净，第二天便出现红棕烧过菜的铁锅未及时洗净，第二天便出现红棕色锈斑（该锈斑为色锈斑（

17、该锈斑为Fe(OH)3失水的产物），试用有失水的产物），试用有关的电极反应式，离子方程式和化学方程式表示关的电极反应式，离子方程式和化学方程式表示Fe(OH)3的生成的生成 （1）负极）负极_； （2）正极）正极_； （3）离子方程式）离子方程式_； （4）化学方程式）化学方程式_2Fe4e-2Fe2+2H2O + O2 + 4e- 4 OH-2Fe+ 2H2O + O2 2 Fe(OH)22Fe+ 2H2O + O2 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2 2在装有水的容器中，用棉线悬挂一个在在装有水的容器中，用棉线悬挂一个在水中保持平衡的金属棒，该棒由铁和

18、铜焊水中保持平衡的金属棒，该棒由铁和铜焊接而成，棉线系在两种金属接缝处（如接而成，棉线系在两种金属接缝处（如图），再向水中加入少量图），再向水中加入少量CuSOCuSO4 4，经过一段，经过一段时间应看到的现象是时间应看到的现象是 ( )( ) A A铁端将附着铜增重下沉；铁端将附着铜增重下沉； B B铜端将附着铜增重下沉；铜端将附着铜增重下沉； C C铁端将变细减重上升；铁端将变细减重上升； D D铜端粗细不变将下沉铜端粗细不变将下沉BC(1)、若液面上升，则溶液呈、若液面上升，则溶液呈_性，性，电极反应式为：负极：电极反应式为：负极： _,正极：正极：_ 3、如图、如图, 水槽中试管内有一枚铁水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：钉，放置数天观察：(2)、若液面下降，则溶液呈、若液面下降，则溶液呈_性，性，电极反应式为：电极反应式为： 负极：负极：_ 正极：正极：_弱酸性或中性弱酸性或中性2Fe - 4e-2Fe2+O2+2H2O+4e-4OH较强酸性较强酸性Fe - 2e-Fe2+2H+2e-H2 4.把把a、b、c、d四块金属