第四节金属的电化学腐蚀与防护(上课)

1、第四章第四章 电化学基础电化学基础第四节第四节 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护问题讨问题讨论论 钢铁及其制品通常为含碳的铁钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，它们在什么条件下易生锈？合金，它们在什么条件下易生锈？ 潮湿的环境里或湿度较大的环潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，境里长期放置，常易生锈变红，试试设计实验来证明你的结论。设计实验来证明你的结论。活动与探究活动与探究 P85 向铁粉中加入少量的炭粉，向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两支试管化钠和稀醋酸润湿过的两支试管分别标记为分别标记为a a

2、、b b中，按图中，按图1-281-28装装置好仪器。几分钟后，打开止水置好仪器。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在夹，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。试管中的现象。实验现象：实验现象： 装置装置a中的导管中水中的导管中水柱上升，装置柱上升，装置b中的导管中水柱中的导管中水柱下降。下降。实验现象：实验现象： 装置装置a中的导管中水中的导管中水柱上升，装置柱上升，装置b中的导管中中的导管中水柱下降。水柱下降。思考：思考：1、导管中的水柱导管中的水柱变化说明什么问题？变化说明什么问题？2、向铁粉中加入炭粉的作用是什么？、向铁

3、粉中加入炭粉的作用是什么？钢铁的钢铁的吸吸氧腐蚀氧腐蚀示示意意图图铁腐蚀铁腐蚀负极负极Fe-2e-=Fe2+正极正极O2+2H2O+4e-=4OH-总反应总反应:2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）a装装置置析氢腐蚀析氢腐蚀Fe-2e-=Fe2+负极负极正极正极2H+2e-=H2总反应总反应:Fe+2H+=Fe2+ H2 铁腐蚀铁腐蚀b装置装置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。2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-水膜呈

4、水膜呈酸性酸性。水膜呈碱性、水膜呈碱性、中性中性或或酸性很弱酸性很弱。CO2+H2O=H2CO3 =H+HCO 3- 负极负极Fe(- )Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极正极C(+)总反应总反应:Fe+2H+=Fe2+ H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件电极反应电极反应联系联系阅读课本阅读课本P84-P86相关内容相关内容1、什么是金属腐蚀？有哪些类别？、什么是金属腐蚀？有哪些类别？2、化学腐蚀和哪些因素有关？、化

5、学腐蚀和哪些因素有关？3、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？分别发生哪些电极反应？分别发生哪些电极反应？知识总结知识总结3、类型、类型化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀 （常见普遍）（常见普遍）一、金属腐蚀一、金属腐蚀2、本质、本质1、金属腐蚀、金属腐蚀是指金属或合金跟接触的气体或是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。耗的过程。化学腐蚀与电化腐蚀的比较化学腐蚀与电化腐蚀的比较:化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀条件条件现象现象本质本质联系联系金属跟非金属单质直金属跟非金属单质直接接触

6、接接触不纯金属或合金不纯金属或合金跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触无电流产生无电流产生有有微弱电流微弱电流产生产生金属被氧化金属被氧化较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍交流与讨论交流与讨论1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。更容易被腐蚀。 海水中含有较多的氯化钠等盐类，海水中含有较多的氯化钠等盐类，2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。表面至今很少有铁锈出现。 由于南极的温度常年在由于南极的温度常年在0以下，说以下，说明在较高明在较

7、高温度温度下，腐蚀更易进行。下，腐蚀更易进行。交流与讨论交流与讨论3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。 由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原电池，铁作原电池的负极原电池的负极，因此铁易，因此铁易被腐蚀而生锈。被腐蚀而生锈。4.当化工厂派出的废气为酸性气体时当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。工厂附近的铁制品容易生锈。 说明铁制品在说明铁制品在酸性条件酸性条件下比在中下比在中性条件下更容易被腐蚀。性条件下更容易被腐蚀。课堂练习课堂练习1、如图、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：水槽中试管内有一

8、枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀腐蚀,电极反应式为：负极：电极反应式为：负极： ,正极：正极：若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈 性，发生腐蚀，电极反应式为：性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：负极： 正极：正极： 。（2）中性或碱性中性或碱性 吸氧吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性酸性析氢析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 2铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易腐蚀的原因可描述为（气中易腐蚀的原因可描述为（ ） A形成原电池时铝作负极形成原电池时铝作负极 B形成原电池时铜作负极形

9、成原电池时铜作负极 C形成原电池时，电流由铝经导线形成原电池时，电流由铝经导线流向铜流向铜 D铝铆钉发生了化学腐蚀铝铆钉发生了化学腐蚀A3以下现象与电化腐蚀无关的是以下现象与电化腐蚀无关的是A黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿易产生铜绿B生铁比软铁蕊（几乎是纯铁）容生铁比软铁蕊（几乎是纯铁）容易生锈易生锈C铁质器件附着铜质配件，在接触铁质器件附着铜质配件，在接触处易生铁锈处易生铁锈 D银质奖牌久置后表面变暗银质奖牌久置后表面变暗D4埋在地下的输油铸铁管道，在下列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各种情况下被腐蚀速率最慢的是 ( )A.在潮

10、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；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中在含碳较多的潮湿透气的中性土壤中 C5.下列关于金属腐蚀正确的是：下列关于金属腐蚀正确的是：( ) A.金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是：金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是： M + n H2O = M(OH)n + n/2 H2 B.金属的化学腐蚀的实质是：金属的化学腐蚀的实质是：M ne- Mn+，电子直接转移给氧化剂，电子直接转移给氧化剂C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进

11、行D.在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀蚀主要是析氢腐蚀B6有关金属腐蚀的论述，正确的是有关金属腐蚀的论述，正确的是 A金属的腐蚀一定伴有电流产生金属的腐蚀一定伴有电流产生 BFe在干燥的氯气里比在潮湿的空在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀气里更易被腐蚀 C发生化学能转变为电能的腐蚀时发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是作正极而被腐蚀较活泼的金属总是作正极而被腐蚀 D发生电化腐蚀时都有能量的转变，发生电化腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属总是失电子且被腐蚀的金属总是失电子D 请大家根据铁生锈的原理，思考请大家根据铁生锈的原理，思

12、考应采取什么措施防止铁生锈？应采取什么措施防止铁生锈？交流与讨论交流与讨论阅读课本阅读课本86-8786-871.1.牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法二、金属的电化学保护二、金属的电化学保护 2.2.外加电流法外加电流法辅助阳极辅助阳极（不溶性）（不溶性）外加电流外加电流的的阴极保护法阴极保护法示意图示意图附加电极附加电极: : 被保护的金属被保护的金属 阳极。阳极。 阴极。阴极。除此以外还有其它防护方法？除此以外还有其它防护方法？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你知道自行车的金属部件采你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗用了什么样的防护措施吗? ?3.金属的

13、防护方法金属的防护方法（1）在金属表面覆盖保护层，如：涂）在金属表面覆盖保护层，如：涂油漆、镀油漆、镀Zn、镀、镀Sn、镀、镀Cr等等,或制成或制成氧化膜。氧化膜。（2）在要保护的金属上连接一种比该）在要保护的金属上连接一种比该金属更易失去电子的金属。金属更易失去电子的金属。（3）改变金属的内部组织结构，如：）改变金属的内部组织结构，如：将钢铁制成不锈钢。将钢铁制成不锈钢。方法方法防腐效果防腐效果价格价格镀塑镀塑差差便宜便宜 涂油漆涂油漆 一般一般便宜便宜 镀锡镀锡 好好中等中等镀铬镀铬好好昂贵昂贵 镀锌镀锌很好很好中等中等使用不锈钢使用不锈钢很好很好昂贵昂贵 铁器烤蓝铁器烤蓝 好好中等中等金

14、属常用防腐蚀方法的比较金属常用防腐蚀方法的比较1、分析右图，按要求写出分析右图，按要求写出有关反应方程式：有关反应方程式：（1）铁棒上的电极反应式）铁棒上的电极反应式为：为： _ _（2）碳棒上的电极反应式）碳棒上的电极反应式为：为： _ _（3）溶液中发生反应的化）溶液中发生反应的化学方程式：学方程式：_2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-4OH-2Fe4e-2Fe2+2 2、在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是其主要成分是CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3 这三件这三件17601760年铜铸年铜铸的国宝在的国宝在240240年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是下列对起原因的分析，最可能的是A.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；B.环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；溶解洗去；C.铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化