金属的腐蚀与防护+2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

化学反应与电能金属腐蚀与防护1.金属腐蚀定义：金属或合金与周围的气体（液体）发生氧化还原反应而引起损耗的现象。什么是金属腐蚀？

金属的腐蚀可分为哪两类，两者有何不同？2.金属腐蚀的分类（1）化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质（O2、SO2、Cl2）直接反应而引起的腐蚀。（2）电化学腐蚀：不纯的金属与电解质溶液接触时发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化还原反应而被腐蚀。电化学腐蚀(以钢铁腐蚀为例)可分为哪些种类？它们的区别在哪里？析氢腐蚀：—水膜为较强酸性溶液负极(Fe):正极(C):Fe-2e-=Fe2+2H++2e-＝H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑电池总反应：注意：生活中常用的并非纯铁，而是铁制品≤4.3FeC电解质溶液Fe2+H2e-H+吸氧腐蚀——水膜呈弱酸性或中性溶液Fe-2e-=Fe2+负极(Fe):

正极(C):2H2O+O2+4e-＝4OH-

电池总反应：进一步：2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O铜发生的是哪种电化学腐蚀？铁锈FeC电解质溶液Fe2+O2e-OH-化学腐蚀电化学腐蚀条件现象本质影响因素联系金属与其表面接触的一些物质（O2、SO2、Cl2）直接反应不纯的金属与电解质溶液接触时发生原电池反应无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化接触物质的氧化性、温度电解质溶液的酸碱性金属活性两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍、更快速3.金属腐蚀类型的比较【实验4-3】（1）将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下如下图所示具支试管中，几分钟后，观察到导管中水柱的变化，解释引起这种变化的原因实验现象实验结论装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生吸氧腐蚀。导管中有水柱上升（消耗气体），铁钉表面有铁锈生成Fe2O3·xH2O实验现象实验结论盐酸浸泡过的铁钉装置中铁、碳和盐酸构成原电池，铁钉发生析氢腐蚀腐蚀导管中有水柱下降（生成气体），铁钉表面有铁锈生成【实验4-3】变式：将经过酸洗除锈的铁钉用盐酸浸泡一下如下图所示具支试管中，几分钟后，观察到导管中水柱的变化，解释引起这种变化的原因实验现象实验解释①试管中产生气泡速率比②试管中大【实验4-3】（2）取两支试管，分别放入两颗锌粒和的体积等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向一只试管中滴加1~2滴硫酸铜溶液，在观察现象。解释产生不同现象的原因。

判断金属腐蚀快慢的规律电解原理引起的腐蚀＞原电池原理＞化学腐蚀＞防腐活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。同一种电解质溶液，浓度越大，腐蚀越快。

电化学

吸氧2.下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是____________。④>②>①>③电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>有防护措施的腐蚀>化学腐蚀【自我诊断】（1）无论化学腐蚀还是电化学腐蚀，都是金属失电子被氧化的过程(

)√

×（3）铜在酸性条件下也可以发生析氢腐蚀(

)×

×

√（6）纯铁不易腐蚀，生铁易腐蚀，是因为生铁中含碳，能形成原电池，发生电化学腐蚀(

)√二、金属的防护（一）目的：防止金属被氧化依据金属腐蚀的化学反应原理和腐蚀类型来确定金属防护的方法（二）金属防护的方法1、改变金属材料的组成2、在金属表面覆盖保护层3、电化学保护法原电池原理：牺牲阳极法电解池原理：外加电流法1、改变金属材料的组成在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。例如，不锈钢、钛合金等。2、在金属表面覆盖保护层（覆盖致密的保护层）（1）非金属保护层：①喷涂漆；②涂油脂；③覆盖搪瓷、塑料（2）金属保护层：电镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层)搪瓷（tángcí），是将无机玻璃质材料通过熔融凝于基体金属上并与金属牢固结合在一起的一种复合材料。发蓝是钢铁零件表面处理的一种防腐蚀的工艺。其原理就是在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层，成分主要是Fe3O4。（4）钝化处理（3）发蓝处理（致密的Fe3O4膜)；利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化。另外，采用离子注入、表面渗镀等方式在金属表面也可以形成稳定的钝化膜。3、电化学防护法原理：原电池原理（1）牺牲阳极法要求：活泼性强的金属作负极，被保护金属作正极。★牺牲阳极法的实验探究

实验现象电流表阳极（负极区）阴极（正极区）____________________________气泡产生，____蓝色沉淀生成有关反应-___________________________________指针发生偏转逐渐溶解有无

实验结论：锌片、铁片酸化的氯化钠溶液构成原电池，锌失电子，被腐蚀，铁被保护。

（a）(b)实验现象铁钉周围______铁钉周围生成__________，铜丝周围______有关反应实验结论变红蓝色沉淀变红

（a）(b)铁作为负极时易被腐蚀，作为正极时未被腐蚀若马口铁镀层破损，还会起到防腐作用吗？思考FeC电解质溶液Sn还原性：Fe>C>Sn负极正极电子导体离子导体Fe–2e-=Fe2+马口铁镀层破损，Fe、Sn接触电解质溶液，闭合回路形成，且Fe依旧是被氧化的负极。因此，马口铁镀层破损后，丧失防腐效果。马口铁：镀锡白铁：镀锌若白铁镀层破损，还会起到防腐作用吗？思考FeC电解质溶液Zn还原性：Zn>Fe>C正极负极电子导体离子导体Zn–2e-=Zn2+白铁镀层破损，Fe、Zn接触电解质溶液，闭合回路形成，但Fe做正极，不被氧化。因此，白铁镀层破损后，依旧具有防腐效果。O2

→OH-/H+

→H2

正极要求：被保护的金属与外接电源负极相连作阴极。（2）外加电流法原理：电解池原理教材P115思考与讨论牺牲阳极法：外加电流法：比被保护金属活泼的金属（本身不断被腐蚀）惰性材料（只起导电作用，本身不被腐蚀而消耗）一般而言，外加电流法比牺牲阳极