第三章电化学基础

1、2022年6月25日23时09分1第三章 电化学基础 本章从氧化还原反应出发，简要介绍原电池的组成和符号、半反应式和电池反应式以及电极电势的产生和测量等概念； 着重讨论浓度对电极电势的影响以及电极电势的应用； 介绍电解产物的规律及电解的应用； 介绍电化学腐蚀原理、影响因素及防护原理。 第一节第一节 原电池和电极电势原电池和电极电势原电池（简称电池，Cell,Battery）：将化学能一步直接转化为电能的装置。电池分为：一次电池（干电池），锌锰电池等；二次电池（可充电池），铅酸电池、锂离子电池等；燃料电池（Fuel Cell），氢-氧燃料电池等。原电池由电极、电解质、隔膜、电池壳体四部分。202

2、2年6月25日23时09分3一、氧化还原反应的能量变化 Zn(s) + Cu2+(aq) = Zn2+(aq) + Cu(s)f Hm / kJmol-1 0 64.77 -153.89 0 Sm / JK-1mol-1 41.63 -99.60 -112.10 33.15所以所以 Hm = -153.89- 64.77= -218.66(kJmol-1) Sm = (33.15-112.10）-（ 41.63-99.60） = -20.98（JK-1mol-1） Gm = -218.66298.15(-20.98)10-3 = -212.40(kJmol-1)计算结果说明了什么？2022年6

3、月25日23时09分4 等温等压可逆条件下，反应在原电池中进行时 -G=-W=-We=QE=nFE 即 G=-nFE 若反应在标准条件下进行，同理有G =-nFE 式中，n为电池反应过程转移电子的物质的量； F称为法拉第常数，其值为96485C/mol(需牢记)。 可见，若将前述反应在原电池中可逆地做电功，能量利用率为： G/ H *100%=212.40 /218.66*100%=97% 电池电动势为：E= -G/ nF= 212.40103/(296485)=1.10(V) 前式将热力学与原电池参数联系起来，极为重要。2022年6月25日23时09分5二、原电池的组成和电极反应1、原电池的

4、组成、原电池的组成2022年6月25日23时09分62、原电池的电极反应式和电池表示式、原电池的电极反应式和电池表示式 前述电池两个电极上发生的反应为： 锌电极（负极）：ZnZn2+2e （氧化；阳极） 铜电极（正极）：Cu2+2eCu （还原；阴极） 电池反应为：Zn(s)+ Cu2+(aq) = Zn2+(aq) + Cu(s) 同一元素的氧化态物质和还原态物质构成氧化还原电对，如Zn2+/Zn、Cu2+/Cu。 原电池装置可用符号表示，原电池符号也称为原电池表示式。例如上述电池可表示为：()Zn ZnSO4(c1)CuSO4(c2) Cu(+) 2022年6月25日23时09分7原电池表

5、示式书写方法：（1）负极写在左边，正极写在右边，物质排列顺序应是真实的接触顺序； （2）用“ ”表示气体或固体与液体的相界面，用“”表示盐桥（实际是两个固-液界面）； （3）气体与固体、固体与固体的相界面以及同种元素不同价态的离子之间都用“，”分隔。如（）Ag，AgBrBr-(c1)Cl-(c2) Cl2，Pt()（）Pt，H2(p) H+(c1)Fe3+(c2)，Fe2+(c3)Pt() 2022年6月25日23时09分83、可逆电极的类型可逆电极的类型第一类电极第一类电极 1、 金属-金属离子电极：Zn|Zn2+：Zn2+2e=Zn； Zn2e=Zn2+ Cu|Cu2+：Cu2+2e=Cu

6、 Cu2e=Cu2+ 2、气体-离子电极：Pt,Cl2,| Cl-：Cl2+2e=2Cl 2Cl2e=Cl2 Pt,O2|OH：O2+2H2O+4e=4OH 4OH4e=O2+2H2O2022年6月25日23时09分9第二类电极第二类电极 1、金属-难溶盐电极：Ag,AgCl(s) |Cl： AgCl(s)+e=Ag(s)+Cl Hg,Hg2Cl2(s) |Cl： Hg2Cl2(s)+2e=2Hg(s)+2Cl 2、金属-难溶氧化物电极: Sb, Sb2O3(s) |H+,H2O： Sb2O3(s)+6H+6e=2Sb+3H2O 3、氧化还原电极氧化还原电极： Fe3+,Fe2+|Pt：Fe3

7、+e=Fe2+ Pt|Sn4+,Sn2+：Sn4+2e=Sn2+2022年6月25日23时09分10nM-+-三、电极电势三、电极电势1、电极电势的产生、电极电势的产生溶解大于沉积电极带负电 nM+-沉积大于溶解电极带正电影响电极电势的主要因素为： 电极本性、离子浓度和温度。原电池的电动势为： E=+ 2022年6月25日23时09分112、标准电极电势的测量标准电极电势的测量 电极电势的绝对值无法去认定，采取相对标准电极电势 标准氢电极2H+(1mol/L)+2e=H2(p ) 规定任意温度（298K）下，标准氢电极的电极电势为零，即 (H+/H2)=0 将标准氢电极作负极，待测电极作正极组

8、成原电池，则电池电动势即为待测电极的电极电势。(待测)=E标准氢电极的构造2022年6月25日23时09分12实际测量时使用参比电极 标准氢电极性质不稳，而甘汞电极、银氯化银电极性质稳定，常用作参比电极。 将标准氢电极与参比电极组成原电池，测得参比电极的电极电势。 再将参比电极与待测电极组成原电池，测得待测电极的电极电势。甘汞电极的构造2022年6月25日23时09分13甘汞电极Hg,Hg2Cl2(s) |ClHg2Cl2(s)+2e=2Hg(s)+2Cl甘汞电极电极电势与温度、KCl浓度有关：电极名称电极电势0.1molL-1甘汞电极0.3335-710-4（t/-25）1molL-1甘汞电

9、极0.2799-2.410-4（t/-25）饱和甘汞电极0.2410-7.610-4（t/-25）2022年6月25日23时09分143、浓度对电极电势的影响、浓度对电极电势的影响能斯特能斯特方程方程 影响电极电势的因素主要有电极本性、离子浓度和温度。 对于任意给定的电极，电极反应通式可写为a(氧化态)+ne=b(还原态) 利用热力学推导可以得出电极电势与浓度的关系为：（还原态）氧化态）baccnFRT(ln（还原态）氧化态）baccn(lg0592. 0298K时，上式可改写为：2022年6月25日23时09分15在应用能斯特方程式时，应注意以下几点：（1）能斯特方程中，纯固体或纯液体不列入

10、，溶液中物质以(c/c )表示，气体以分压(p/p )表示。（2）参加电极反应的其它物质，如H+、OH，其浓度也应表示在能斯特方程式中。（3）n是半反应式配平后转移电子的摩尔数。如O7H2Cr6e14HOCr23272)Cr()(H)OCr(lg60592. 0)/CrOCr()/CrOCr(321427232723272cccO4HMn5e8HMnO224)Mn()H()MnO(lg50592. 0)/MnMnO()/MnMnO(2842424ccc2022年6月25日23时09分16例3.1 计算298K ，Zn2+浓度为0.0010molL-1时锌电极的电极电势。解：锌电极的电极反应为

11、；从附录中查得锌的标准电极电势为 。 当c(Zn2+)=0.0010molL-1时，锌的电极电势为Zn(s)2e(aq)Zn2V7628. 0/Zn)Zn(2)Zn(lg20592. 0)/ZnZn()/ZnZn(222c)V8516. 00010. 0lg20592. 07628. 0（2022年6月25日23时09分17例3.2 计算pH=5.0， c(Cr3+) =10-6 molL-1 时，重铬酸钾溶液的 。解：该电极的电极反应式为 从附录中查得该电对的 ；pH=5.0，即 c(H+)=10-5 molL-1，所以，1272Lmol01. 0)OCr(c)/CrOCr(3272O7H2

12、Cr6e14HOCr23272V33. 1)/CrOCr(3272)Cr()(H)OCr(lg60592. 0)/CrOCr()/CrOCr(321427232723272ccc)V(74. 0)10()10(01. 0lg60592. 033. 1261452022年6月25日23时09分18四、电极电势的应用四、电极电势的应用1、判断原电池的正、负极，计算原电池的电动势判断原电池的正、负极，计算原电池的电动势电极电势大（相对高，但不一定是正值）的作正极，小（相对低，但不一定是负值）的作负极。电池电动势为：E=例3.3 判断Zn2+(0.0010 molL-1)/Zn 和Zn2+(1 mol

13、 L-1) /Zn两个电对所组成原电池的正负极，计算原电池的电动势并写出原电池符号。2022年6月25日23时09分19解：由例3.1可知，当c(Zn2+)=0.001molL-1时, -0.8516V； 当c(Zn2+)=1.0molL-1时, -0.7628V 由于+必须大于，所以上述原电池的符号为()Zn Zn2+(0.0010 molL-1)Zn2+(1.0 molL-1) Zn(+)负极反应： Zn=Zn2+(0.0010 molL-1)正极反应： Zn2+(1.0 molL-1)=Zn电池反应： Zn2+(1.0 molL-1)= Zn2+(0.0010 molL-1)其反应实质是

14、：锌离子从高浓度向低浓度自发迁移。)/ZnZn(2)/ZnZn(2这种电极材料和电解质都相同，但电解质浓度不同所构成的原电池，称为溶液浓差电池。另外还有： 电极材料和电解质都相同，但气体压强不同所构成的原电池，称为压强差电池。 电极材料和电解质都相同，但温度不同所构成的原电池，称为温差电池。2022年6月25日23时09分202022年6月25日23时09分212、比较氧化剂和还原剂的相对强弱、比较氧化剂和还原剂的相对强弱例3.4 下列三个电对中，在标准状态下哪个是最强的氧化剂？若MnO4-改在pH=5.0的条件下，它们的氧化性相对强弱次序又如何？ 已知： (I2/I-)= +0.535V。值

15、越大（高，正），其氧化态氧化能力越强，还原态还原能力越弱；值越小（低，负），其还原态还原能力越强，氧化态氧化能力越弱。;V066. 1)/BrBr(;V49. 1)/MnMnO(2242022年6月25日23时09分22解：（1）由于所以在标准状态下， （氧化态）是最强的氧化剂，I （还原态）是最强的还原剂。（2）KMnO4溶液中pH=5.0，即c(H+)=1.010-5，根据能斯特方程式则电极电势相对大小次序为氧化剂的强弱次序为：4MnO)Mn()H()MnO(lg50592. 0)/MnMnO()/MnMnO(22842424ccc017. 11)10(1lg50592. 049. 185

16、)/II ()/MnMnO()/BrBr(2242242I5.00)(pHMnOBr)/II ()/BrBr()/MnMnO(22242022年6月25日23时09分233、判断氧化还原反应进行的方向、判断氧化还原反应进行的方向等温等压条件下：G 0，正向自发；G 0，平衡；G 0，逆向自发。根据G=-nFEG 0，此时+，反应正向自发。G 0时，E 0，此时+ ，反应逆向自发，或改变正负极。G =0时，E=0，此时+=，平衡。2022年6月25日23时09分24例3.5 试判断中性条件下，下列反应进行的方向(其它物质皆处于标准态)。O8H5Cl2Mn10Cl16HMnO22224V358.

17、1)/ClCl(V49. 1)/MnMnO(224解：若用标准电极电势判断(H+浓度为1.0 molL-1)则反应可正向进行。 但在中性条件下：)V(829. 01)100 . 1 (1lg50592. 049. 1)/MnMnO(8724 该值小于1.358V，所以正向不能进行，相反，逆向进行是自发的。2022年6月25日23时09分25 利用能斯特方程，我们还可以确定欲使上述反应正向进行应满足的介质条件。 上述反应要正向进行，需满足V358. 1)/ClCl()/MnMnO(224358. 1)H(lg50592. 049. 18c即解得pH 1.57 由该题可见，介质的酸碱性对氧化还原反

18、应影响很大。 pH升高，高锰酸根的氧化能力降低，pH降低，高锰酸根的氧化能力增强。2022年6月25日23时09分264、判断氧化还原反应进行的程度、判断氧化还原反应进行的程度KRTGlnTnFEGTKnFRTKnFRTElg303. 2ln0592. 0)(0592. 0lgnnEK平衡常数是衡量反应限度的物理量。根据及得298.15K时 2022年6月25日23时09分27O7H6Fe2Cr14H6FeOCr2332272V77. 0)/FeFe(;V33. 1)/CrOCr(23327266.560592. 0)77. 033. 1 (60592. 0)(60592. 0lgnEK561

19、057. 4K例3.6 计算298.15K时下列反应的标准平衡常数： 平衡常数很大，说明反应进行的很完全。解：n=6,由附录知：2022年6月25日23时09分28总结 1、电极反应（半电池反应）、电池反应 2、标准氢电极（SHE）、标准电极电势、甘汞电极（SCE） 3、能斯特方程式、电极电势影响因素 4、电极电势的应用（通过计算）：计算电池反应电动势、判断电池反应方向、比较氧化/还原能力、判断氧化还原反应进行程度。2022年6月25日23时09分29 原电池（电池、化学电源）：化学能直接转化为电能的装置。 原则上：一切自发进行（ G 0）的化学反应或与化学反应相关的物理过程都可以设计成原电池

20、。如：2H2+O2=2H2O 燃料电池，标准电池电动势为1.23V，虽然电极反应中有氢离子或氢氧根离子参与，但电池电动势不变。增加氢气和氧气压力，可提高电池电动势。2022年6月25日23时09分30电池反应： 2H2+O2=2H2O在酸性条件下 ，电极反应 4H+ + 4e = 2H2 (g) O2 (g) + 4e + 4H+ = 2H2O100%磷酸作电解质，温度为473-493K在碱性条件下，电极反应 4H2O + 4e = 2H2 (g) +4OH-2H2O + O2 (g) + 4e = 4OH- 6mol/L氢氧化钾，温度为373K2022年6月25日23时09分31第二节 电解

21、 将电能转变为化学能的装置称为电解池。同样电解池也有电极、电解质、隔膜壳体（容器、槽子）构成。 原电池：负极（阳极）、阴极（正极） 电解池：负极（阴极）、正极（阳极） 原电池中发生的反应都是自发进行的，一切可以自发进行的反应，都可以设计成原电池。 相反，电解池中发生的化学反应都是不自发的。 电解过程在科学实验及工业生产中有重要应用（如活泼金属的制备、氯碱生产、电镀、电抛光、阳极氧化、精炼铜等）2022年6月25日23时09分32一、电解池与电解反应 以铂电极电解氢氧化钠水溶液为例。 阴极（负极）反应：4H2O + 4e = 2H2 (g) +4OH- 阳极（正极）反应： 4OH- = 2H2O

22、 + O2 (g) + 4e 电池总反应： 2H2O = 2H2 (g) + O2 (g) 实质为电解水，燃料电池的逆反应。2022年6月25日23时09分33二、分解电压 使电解能够顺利进行所需最小电压称为分解电压。 电解过程是原电池过程的逆过程。 ()Pt,H2 (p1) NaOH O2(p2),Pt(+) 前述电解过程的理论分解电压经计算为1.23V 实际测量的分解电压约为1.70V，原因何在？ 2022年6月25日23时09分34三、电极的极化与超电势 电极电势偏离平衡电极电势的现象称为电极的极化 极化电极电势与平衡电极电势之差的绝对值称为超电势（过电势），即 =|极平| 由于超电势的

23、存在，造成外加电压大于理论分解电压（槽电压）：电极极化的原因是电极上有电流通过，产生各种阻力造成的。 习惯：电解池的电压称为槽压，电极称为阳极和阴极；原电池的电压称为端电压，电极称为正极和负极。IREV)()()(阴阳理外加 电极极化的种类主要有浓差极化、电化学极化和电阻极化。 （阳极）阳极极化包括电化学极化和浓度极化两部分。 （阴极）阴极极化也包括电化学极化和浓度极化两部分。2022年6月25日23时09分35 电池和电解池中导电由电子和离子完成。 导体分为电子导体和离子导体。 电子导体：电极及外路金属导线导电，电子定向移动形成电流，电流与电子流动方向相反。 离子导体：电解质溶液，离子在电场

24、作用下定向移动（迁移）形成电流，正离子向负极移动，负离子向正极移动。2022年6月25日23时09分36 电极反应过程：包括电子转移（氧化失去或得到电子）、离子在溶液中移动（迁移、扩散）、电子在外电路流动等步骤。 其中，最慢的一步决定了电极反应速度控制步骤。 这种“慢”即引起极化电极电势偏离平衡，快慢是相对的。 一般情况下，电子在外路中的移动速度比离子在溶液中的移动速度快得多。 离子在溶液中的移动包括离开电极和向电极移动两个方向。 离子移动有三种方式：对流、扩散（由高向低）、电迁移（正离子向负极、负离子向正极）。2022年6月25日23时09分382022年6月25日23时09分391、浓差极

25、化离子在溶液中的移动速率比电极反应的速度慢，造成电极附近（10-510-4cm）溶液的浓度（表面浓度）和本体溶液浓度产生差别，从而引起电极电势偏离平衡电势的现象。以Ag|Ag+为例：作阳极：Ag-e=Ag+，电极附近（10-510-4cm）浓度增高，大于本体浓度，导致电极电势变大（正）正移。作阴极：Ag+e=Ag，电极附近浓度降低，小于本体浓度，导致电极电势变小（负）负移。)Ag(lg0592. 0c2022年6月25日23时09分40 利用浓差极化原理可以制造极谱分析仪，实现对金属离子的定性和定量分析。 金属电极主要发生浓差极化。 浓差极化可通过加热或搅拌予以减小，但是很难完全消除。2022

26、年6月25日23时09分41电极反应（电子转移）速度比电子（在导线上）移动速度慢，从而引起电极电势偏离平衡电势的现象。以Pt,H2|H+为例： 作阳极（原电池）：H2-2e=2H+，由于反应慢，释放的电子不能弥补已被外路转走的电子，造成电极带正电，电极电势升高（大）正移； 作阴极（电解池）：2H+2e=H2 ，由于反应慢，电源过来的电子不能被及时消耗，造成电极带负电，电极电势降低（小）负移。2、电化学极化、电化学极化2022年6月25日23时09分42 气体电极主要发生电化学极化。电化学超电势通过改善电极可以降低，但不能消除。如氢气氧化和氧气还原过程的电化学极化很严重，采用铂电极可以大大降低电

27、化学极化。氢气和氧气反应构成的燃料电池，采用铂做催化剂就是利用此原理。另外，利用电化学极化原理，可以电解盐类水溶液析出较活泼金属（如电镀锌）。 不论发生浓差极化还是电化学极化，结果相同，即阳极电势总是升高正移，阴极电势总是降低负移。 3、电阻极化 电阻极化简单，包括内阻和外阻引起极化电压降 V=I.R 电流密度增大，电阻引起的极化增大，并呈线性关系！ 电阻极化不可避免。2022年6月25日23时09分432022年6月25日23时09分44影响超电势的因素主要有以下三个方面：（1）电解产物的本质 金属（除Fe、Co、Ni外）超电势一般很小，气体的超电势较大，而氢气、氧气的超电势更大。（2）电极

28、材料和表面状态 同一电解产物在不同电极上超电势数值不同，且电极表面状态不同时超电势数值也不同。（3）电流密度 随电流密度增大，超电势也变大，电解池的槽电压随电流密度变化呈“倒八字形”。因此表达超电势数值时，必须指明电流密度的数值。 另外，对于原电池，端电压随电流密度变化呈“正八字形”。端电压（输出电压）E=E（理论）-（阳极）-（阴极）-IR2022年6月25日23时09分45四、电解产物的一般规律1、惰性材料（、惰性材料（电极材料本身不发生反应电极材料本身不发生反应）作电极，）作电极，电解熔融盐电解熔融盐 只能析出盐的正、负离子。 2、惰性材料作电极，电解盐类水溶液、惰性材料作电极，电解盐类

29、水溶液 除了盐的正、负离子外，还要考虑H+和OH-离子，主要考虑： (1)该离子相应电对标准电极电势的大小； (2)离子浓度； (3)在电极材料上的超电势。可得一般情况如下：2022年6月25日23时09分46较活泼金属离子（如Na、K、Mg、Al等），值较小（很负），不易（甚至无法）还原，所以析出氢气（氢离子还原）；其它金属离子（如Zn、Cd、Ni、Cu等），值较大（负值、或正值），则优先析出。简单负离子（如Cl-、Br-、S2-等）常被氧化气体氯、液体溴和固体析出；含氧酸根的析出电势很高，一般都是OH-中的氧首先被氧化而析出氧。3、用金属材料（、用金属材料（Pt、Au等稳定金属除外）作阳极

30、，电解等稳定金属除外）作阳极，电解盐类水溶液，盐类水溶液，除上述分析外，还要考虑金属电极的溶解，金属一般优先溶解。 标准电极电势序 钾钠钙镁铝锌铁锡铅氢铜汞银铂金 排在氢前面的能够置换氢。 若考虑极化，上面顺序有所变化。 如氢离子还原，在铂电极上： H+e=Ha（H-Pt）（快） 2Ha=H2（慢） 而在汞电极上： H+e=Ha（H-Hg）（快） H+e+Ha =H2（慢）2022年6月25日23时09分472022年6月25日23时09分48第三节 金属的腐蚀与防止 金属在周围介质发生的破坏叫做金属的腐蚀。 世界上每年因腐蚀而不能使用的金属制品的质量大约相当于年产量的1/41/3 金属腐蚀是

31、绝对的，而耐腐蚀是相对的！ 按照腐蚀机理，金属腐蚀可分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理溶解三类 。 金属腐蚀是绝对的，而耐腐蚀是相对的！ 耐什么介质腐蚀？腐蚀速度是多大？是否可以接受？ 金属腐蚀是自发过程，吉布斯自由能小于零！2022年6月25日23时09分49金属腐蚀分类方法 1）按照腐蚀机理分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理溶解； 2）按照腐蚀介质分为土壤（酸性、碱性）、海水、大气（沿海、工业、乡村、城市）、化学介质（酸碱盐）等； 3）按照腐蚀形态分为全面腐蚀和局部腐蚀，全面腐蚀分为均匀和不均匀腐蚀；局部腐蚀分为点蚀（孔蚀）、电偶腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、缝隙腐蚀等； 4）按照应用领域分为电力、煤

32、炭、化工等腐蚀。2022年6月25日23时09分50典型腐蚀介质 氢离子（酸性水溶液介质），钠（酸、碱、水、醇）、铝（酸、碱）、钢铁（酸性介质）等，普遍性 氧气+水，普遍性，钢铁氧化成铁红锈 有时，氢离子和氧气协同作用，如铜在含氧的盐酸中溶解，铜氧化成氧化铜，氧化铜溶于酸，两步进行！ 氯离子海水和沿海气候，海洋经济，盐碱地；铝及合金和不锈钢最怕氯离子腐蚀。 氨气。2022年6月25日23时09分512022年6月25日23时09分52一、化学腐蚀 单纯由化学作用而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。其特点是介质为非电解质溶液或干燥气体，腐蚀过程无电子转移（电流产生）。 如润滑油、液压油以及干燥空气中O2、

33、H2S、SO2、Cl2等物质与金属接触时，在金属表面上生成相应的氧化物、硫化物、氯化物等。 温度对化学腐蚀的速率影响很大。如高温时铁易生成氧化皮（灰色），若温度高于700还会发生脱碳现象。 潮湿大气中发生的腐蚀皆非化学腐蚀。 2022年6月25日23时09分53二、二、电化学腐蚀 金属与电解质溶液接触时，由于电化学作用而引起的腐蚀叫做电化学腐蚀。特点是金属在电解质溶液中形成腐蚀原电池（短路的原电池）。 在形成的腐蚀电池中，金属作为阳极发生氧化反应腐蚀。 电化学腐蚀分为析氢腐蚀、吸氧腐蚀和差异充气（缺氧、贫氧）腐蚀。 2022年6月25日23时09分541、析氢腐蚀、析氢腐蚀 在酸性介质中，金属

34、及其制品发生析出H2气的腐蚀称为析氢腐蚀。 如钢铁酸洗时，Fe作为阳极而腐蚀，碳或其它不活泼的杂质作为阴极，为H+的还原提供反应界面，腐蚀过程为： 阳极(Fe)： Fe = Fe2+ + 2e 阴极(杂质)： 2H+ + 2e = H2(g) 总反应： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2(g) 在弱酸性（？）、中性或碱性介质中，Fe皆不发生析氢腐蚀。 2022年6月25日23时09分552、吸氧腐蚀、吸氧腐蚀阳极(Fe)：Fe = Fe2+ + 2e阴极(杂质)：O2 + 2H2O + 4e = 4OH-总反应：2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2 部分Fe(OH)2继续

35、被氧氧化成Fe(OH)3，最后生成Fe3O4H2O （铁红锈）。 在非强酸性介质中，溶解氧的得电子能力远强于H+，因此，溶解氧在杂质上放电，腐蚀过程为：2022年6月25日23时09分563、差异充气腐蚀、差异充气腐蚀氧含量小的地方作阳极： Fe = Fe2+ + 2e 氧含量大的地方作阴极： O2 + 2H2O + 4e = 4OH-表面部分存水时易发生穿孔腐蚀。 即使金属不含杂质，由于溶解氧在介质中的含量不同，氧含量大的地方电极电势高，含量低的地方电极电势低，也形成腐蚀电池。2022年6月25日23时09分57 另外，金属腐蚀还可分为如下几种： 缝隙腐蚀：介质易进入缝隙使缝隙内部腐蚀加剧，

36、应尽量避免缝隙； 电偶腐蚀：两种以上不同金属相接触时造成的腐蚀，应避免不同金属相接触。如铜铁接触时，铜加速铁腐蚀速度；锌铁接触时，锌减缓铁的腐蚀速度牺牲阳极保护。 晶间腐蚀：晶界组织存在差异，晶界之间存在一定的电势差，因而晶界易发生腐蚀，应注意热处理工艺，保持组织均匀，细化晶粒； 应力腐蚀：晶粒之间存在应力，在特定介质作用下易引起破坏，如钢的“碱脆”，黄铜的“氨脆”等。 2022年6月25日23时09分58三、影响金属腐蚀的主要因素1、大气相对湿度 钢铁生锈的临界相对湿度大约为75%。水膜厚度在10-106nm时的腐蚀速度最大（氧溶解浓度大）；2、环境温度 当相对湿度在临界相对湿度以上时，温度越高腐蚀速度越大；3、空气中的污染物质 SO2、CO2、Cl-等溶于