课件143金属的腐蚀与防护

第三节金属的腐蚀与防护学习目标1.认识金属腐蚀的危害，并能解释金属发生电化学腐蚀的原因，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。2.熟知金属腐蚀的防护方法。钢铁生锈金属的腐蚀在生活中非常普遍观察这些金属腐蚀的图片全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈。全球每年钢铁腐蚀的经济损失约100000亿美元，占各国国民生产总值的2%～4%，我国钢铁腐蚀经济约占国民生产总值的4%，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废。全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。了解金属腐蚀的危害面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？阅读课本回答以下问题：1.什么是金属腐蚀？其本质是什么？2.金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，两者有何不同？3.电化学腐蚀可分为哪些种类？它们的区别在哪里？一.金属的腐蚀金属的腐蚀(1)概念：金属或合金与气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。(4)由于与金属接触的气体或液体物质不同，发生腐蚀的情况也不同，发生腐蚀的情况也不同，一般金属腐蚀可分为两类：(2)本质：金属原子失去电子变为阳离子,金属发生氧化反应。

(3)特征：金属被腐蚀后，在外形，色泽以及机械性能方面会发生变化.

化学腐蚀：(次要)金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。例如：铁与氯气直接反应而腐蚀；输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐。电化学腐蚀：(主要)当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。例如：钢铁制品在潮湿空气中的锈蚀就是电化学腐蚀。化学腐蚀电化学腐蚀条件现象本质影响因素联系金属跟干燥气体或非电解质液体直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触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化学腐蚀与电化学腐蚀的比较与接触物质的氧化性及关与电解质溶液的酸碱性及金属活性有关两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍钢铁在干燥的空气里长时间不蚀，但在潮湿的空气里却很快被腐蚀，这是什么原因呢?在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等气体，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。负极：Fe-2e-

==Fe2+正极：O2+2H2O+4e-==4OH-电池反应：2Fe+

O2+2H2O

==2Fe(OH)2总结：金属表面吸附的水膜呈中性或酸性很弱条件下，溶有一定量氧气发生的电化腐蚀叫吸氧腐蚀。装置中进一步反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O正极：2H++2e-

==H2

↑负极：Fe-2e-

==Fe2+电池反应：Fe+2H+==Fe2++H2↑总结：金属表面水膜溶解大气中的酸性气体，使水膜中含有一定量的H+，使溶液呈一定酸性发生的电化腐蚀叫析氢腐蚀。问题思考：如果将铁钉浸没在一定酸性的电解质溶液中电极反应有变化吗？钢铁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－==H2↑2H++Fe==Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2==2Fe(OH)2Fe2O3·nH2O4Fe(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(pH≥5.6时)若pH<5.6时则为析氢腐蚀。交流与讨论实验4-3实验1：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图具支试管中，观察导管中水柱变化，并思考引起变化的原因？现象及原因：实验1中导管中的水柱上升，铁钉生锈。说明该过程铁钉被腐蚀。铁钉发生的是吸氧腐蚀。实验结论：装置中Fe、C、饱和食盐水构成了Fe-C-饱和食盐水原电池，Fe作负极，C作正极，饱和食盐水作电解质溶液，由于NaCl溶液呈中性，发生吸氧腐蚀实验2：取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向其中一支试管中滴加1～2滴硫酸铜溶液，再观察现象。实验结论：滴加硫酸铜溶液后，装置中Zn、Cu、稀盐酸构成了Zn-Cu-稀盐酸原电池，Zn作负极，Cu作正极，稀盐酸作电解质溶液，由于稀盐酸呈酸性，发生析氢腐蚀现象及原因：开始时试管中均有无色气体产生，且两支试管中产生气泡的速率相等；滴加硫酸铜溶液后①试管产生气体的速率明显加快。原因是锌置换出铜后构成了铜锌原电池，锌作负极，腐蚀速率加快。交流与讨论请解释下列有关铁腐蚀现象的原因。2.用于连接铜板的铁螺丝容。是由于铁与铜吸收空气中的水蒸汽形成水膜构成了原电池，较活泼的铁作原电池的负极，因此铁蚀而生锈。1.灶台上炒菜的铁锅放置后什么位置容，为什么？炒菜的铁锅有残存的氯化钠，放置后水滴容到锅底，与水接触的界面构成吸氧腐蚀，形成铁锈。思考与交流给链条涂上机油,将钢圈表面镀上一层铬,给支架烤上一层漆,将齿轮镀上一层铬并涂上机油。讨论自行车的不同构件如链条、钢圈、支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施？二.金属的防护①改变金属的结构②在金属表面覆盖保护层③电化学防护——合金（不锈钢）利用“原电池”和“电解池”保护金属——电镀、涂油脂————————————————————————————————————

海水

锌板利用“原电池原理”保护

极金属正极负极e－e－正

阳极阴极“牺牲阳极法”钢闸门实验4-4实验1：Fe作保护电极，Zn作辅助电极，以经过酸化的3%NaCl溶液作电解质溶液，按图所示连接好装置。观察电流表指针的变化，以及烧杯中两个电极附近发生的现象。过一段时间，用胶头滴管从和Fe电极区域取少量溶液于试管中，再向试管中滴入2滴K3[Fe)6](铁氰化钾)溶液，观察试管中溶液颜色变化？说明：Fe2+的检验：Fe2+与K3[Fe)6]溶液(黄色)反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁KFe[Fe)6]沉淀。这是检验溶液中Fe2+的常用方法。交流与讨论实验装置电流表阳极阴极现象有关反应偏转锌片逐渐溶解铁电极上有气泡冒出Zn-2e－==Zn2＋2H＋＋2e－==H2↑试管中滴入2滴K3[Fe)6](铁氰化钾)溶液，无明显变化，即溶液中无Fe2+结论：Fe电极被保护，不发生反应。Fe、Zn和经过酸化的NaCl溶液构成原电池；Zn作负极被腐蚀，Fe作正极被保护。实验2将1g琼脂加入250mL烧杯中，再加入50mL饱和食盐水和150mL水。搅拌、加热煮沸，使琼脂溶解。稍冷后，趁热把琼脂溶液分别倒入两个培养皿中，各滴入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe)6]溶液，混合均匀。取两个2～3cm的铁钉，用砂纸擦光。如图(a)所示，将裹有锌皮的铁钉放入上述的一个培养皿中；如图(b)所示，将缠有铜丝的铁钉放入另一个培养皿中。观察并解释实验现象。交流与讨论实验现象：裹有锌片的铁钉，锌片逐渐溶解，铁钉附近溶液变红色；实验现象：裹有铜丝的铁钉，铁钉逐渐溶解，铁钉附近溶液有蓝色沉淀生成；实验结论：锌作负极，发生反应：Zn-2e-=Zn2+；铁作正极，发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH-铁作正极，不反应，被保护实验结论：铁作负极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+；铜作正极，发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH-Fe2+与[Fe)6]3－反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀铁作负极，发生氧化反应，被腐蚀————————————————————————————————————

海水

惰性电极利用“电解池原理”保护

极金属阳极阴极e－e－阴“外加电流法”钢闸门下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是

。⑸⑵⑴⑶⑷规律(1)与构成微电池两极的材料有关。两极材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越

，活泼金属被腐蚀的速度越

。(2)电解原理引起的腐蚀

原电池原理引起的腐蚀

化学腐蚀

有防腐措施的腐蚀。（3）同一种金属的腐蚀：在强电解质中

弱电解质中

非电解质中。（4）一般说来：原电池原理引起的腐蚀

化学腐蚀

有防腐措施的腐蚀。注意：在钢铁的腐蚀过程中，其电化学腐蚀更严重，在电化学腐蚀中，吸氧腐蚀更普遍。>>>>>快快>>金属腐蚀快慢的判断：一.金属的腐蚀

1.定义

2.本质

3.分类化学腐蚀电化学腐蚀钢铁的析氢腐蚀(次要)钢铁的吸氧腐蚀（主要）二.金属的防护1.电化学保护法2.改善金属的组织结构(内因)3.在金属表面覆盖保护层课堂小结1.下列不能用于金属防腐处理的是（

）涂油B.改变金属结构C.镀上一层耐腐蚀的金属D.在海轮的船体上镶铜块D随堂练习A.潮湿疏松透气的土壤中B.含铁元素较多的酸性土壤中C.干燥致密不透气的土壤中D.含碳量较高，潮湿透气的中性土壤中2.下列情况下，埋在地下的输油铸铁管道被腐蚀最慢的是（）C3.钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是(

)①Fe由单质转化为+2价；②Fe由+2价转化为+3价；③产生氢气；④产生氧气；⑤杂质C被氧化除去；⑥Fe（OH）3失水变成Fe2O3·3H2O.

A.①②③⑥

B.①③④