人教版化学选修四 金属的电化学腐蚀与防护

第四章电化学基础第四节金属的电化学腐蚀与防护金属的腐蚀在生活中非常普遍钢铁生锈金属的电化学腐蚀铜器生锈铜器表面生成铜绿金属腐蚀我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨），每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%~4%；约合人民币：3000亿元（2005年我国国内生产总值将达15万亿元）。根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。看后：你有何感想？金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。一、金属的电化学腐蚀金属阳离子失e-氧化反应（三）金属腐蚀的类型化学腐蚀电化腐蚀金属原子（二）金属腐蚀的本质：（一）金属腐蚀：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耗的过程。M–ne-→Mn+金属的电化学腐蚀金属与接触到的干燥气体（如O2,Cl2,SO2）或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应引起的腐蚀,叫做化学腐蚀。1、化学腐蚀（2）原理：（1）定义：金属跟氧化剂直接发生氧化还原反应。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盒放在南极80多年了，却很少生锈化学腐蚀（3）影响因素：金属越活泼，所处的环境温度越高，氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。电化学腐蚀的类型析氢腐蚀吸氧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，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。2、电化学腐蚀（1）定义：海边的铁制品比较容易生锈思考与交流1、铁锈的成份是什么？是怎样形成的？2、将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入如图所示的具支试管中．几分钟后，导管中的水柱上升了，你知道为什么吗？实验4-3金属的电化学腐蚀钢铁的吸氧腐蚀示意图钢铁的析氢腐蚀示意图装置中：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。钢铁的吸氧腐蚀4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(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。钢铁的析氢腐蚀钢铁的电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电极反应负极Fe(-)正极C(+)总反应联系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-=H22H++Fe=Fe2++H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe2O3

·xH2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主

烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含NaCl），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分为Fe2O3•nH2O）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么?解析：属于电化学腐蚀因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因为Fe-C-NaCl形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。1、以下现象与电化腐蚀无关的是（）

A.黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿

B.生铁比软铁蕊（几乎是纯铁）容易生锈

C.铁质器件附着铜质配件，在接触处易生铁锈

D.银质奖牌久置后表面变暗课堂练习D若液面上升，则溶液呈

，发生

腐蚀,电极反应式为：负极：正极：

2、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：弱酸性或中性吸氧2Fe－4e－＝2Fe2+O2+2H2O+4e－＝4OH－(2)若液面下降，则溶液呈

，发生

腐蚀，电极反应式为：负极：正极：较强酸性析氢Fe－2e－＝Fe2+2H++2e－＝H2↑

3、右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是()A.生铁块中的碳是原电池的正极B.红墨水柱两边的液面变为左低右高C.两试管中相同的电极反应式是：Fe-2e-=Fe2+D.a试管中发生了吸氧腐蚀，

b试管中发生了析氢腐蚀B原理：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。1.牺牲阳极的阴极保护法二、金属的电化学保护牺牲阳极的阴极保护法示意图为什么是牺牲阳极的阴极保护法而不是牺牲负极的正极保护法？

原电池中也有阴阳极。

阳极：发生氧化反应的电极。

阴极：发生还原反应的电极。

正极：电势较高的电极。

阴极：电势较低的电极。

原电池的阳极为负极，阴极为正极；电解池的阳极为正极，阴极为负极。只要有氧化还原的反应发生就会有阴阳极。

2.外加电流的阴极保护法将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。辅助阳极（不溶性）外加电流的阴极保护法示意图除此以外还有其它防护方法？金属防护的几种重要方法①在金属表面覆盖保护层。②改变金属内部的组织结构，制成合金。③电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。

小结2、2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回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，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的国宝在240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A、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溶解洗