電化學腐蝕與防護修改4

1、 鋼鐵生銹 銅器生銹 銅器表面生成銅綠 我國作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家，每年被腐蝕的鐵我國作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家，每年被腐蝕的鐵 占到我國鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因為金屬腐蝕而造成占到我國鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因為金屬腐蝕而造成 的損失占到國內(nèi)生產(chǎn)總值的的損失占到國內(nèi)生產(chǎn)總值的2%2%4%4%。 金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴 重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大 到無法估量。到無法估量。腐蝕不僅造成經(jīng)濟損失，也經(jīng)常構(gòu)成安全腐蝕不僅造成經(jīng)濟損失，也經(jīng)常構(gòu)成安全 威

2、脅。威脅。 既然既然金屬腐蝕造成的危害這么嚴重，那么需要我們用學過的知識去研究金金屬腐蝕造成的危害這么嚴重，那么需要我們用學過的知識去研究金 屬腐蝕的原理和尋找防止金屬腐蝕的方法。屬腐蝕的原理和尋找防止金屬腐蝕的方法。 1.1.什么是金屬腐蝕？其本質(zhì)是什么？什么是金屬腐蝕？其本質(zhì)是什么？ 2.2.金屬的腐蝕可分為化學腐蝕和電化學腐蝕，兩者有何金屬的腐蝕可分為化學腐蝕和電化學腐蝕，兩者有何 不同？不同？ 3.3.鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，為什么鋼鐵在干燥為什么鋼鐵在干燥 的空氣中不易生銹，而在潮濕的空氣中卻易生銹呢？的空氣中不易生銹，而在潮濕的空氣中卻易生銹呢

3、？（課（課 本本P85P85實驗實驗4-34-3） 4.4.請根據(jù)生活常識以及金屬被腐蝕的原理，總結(jié)金屬防護常請根據(jù)生活常識以及金屬被腐蝕的原理，總結(jié)金屬防護常 用的方法有哪些？并解釋這些方法為什么可以達到防止金屬用的方法有哪些？并解釋這些方法為什么可以達到防止金屬 腐蝕的目的。腐蝕的目的。 問題導學：問題導學： 一、金屬的腐蝕一、金屬的腐蝕 1 1、什么是金屬腐蝕？（問題、什么是金屬腐蝕？（問題1 1） 指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體 進行化學反應而腐蝕損耗的過程。 2 2、金屬腐蝕的本質(zhì)是什么、金屬腐蝕的本質(zhì)是什么? ?（問題（問題1 1） 是金屬本身失去電子變成陽離子的過程 （發(fā)生

4、氧化反應）。 M - ne- = Mn+ 3 3、金屬腐蝕的類型有哪些？（問題、金屬腐蝕的類型有哪些？（問題3 3） 根據(jù)與金屬接觸的介質(zhì)不同根據(jù)與金屬接觸的介質(zhì)不同 ClCl2 2、O O2 2等）或非電解質(zhì)液體直接發(fā)生等）或非電解質(zhì)液體直接發(fā)生 化學反應而引起的腐蝕?；瘜W反應而引起的腐蝕。 不純金屬或合金不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶跟電解質(zhì)溶 液接觸時，發(fā)生液接觸時，發(fā)生原電池反應原電池反應而引起的腐蝕，而引起的腐蝕， 比較活潑的金屬失去電子被氧化。比較活潑的金屬失去電子被氧化。 （次要）（次要） （主要）（主要） 類型類型化學腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕電化學腐蝕 發(fā)生的發(fā)生的 條件條件 電流電流

5、 本質(zhì)本質(zhì) 相互相互 關系關系 金屬與接觸 物直接反應 不純金屬或合 金與電解質(zhì)溶 液形成原電池 無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生 金屬被腐蝕 較活潑金屬 被腐蝕 兩者往往同時發(fā)生，但電化 學腐蝕更普遍。（原因） 化學腐蝕與電化學腐蝕比較 為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，而在潮濕的空為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，而在潮濕的空 氣中卻易生銹呢？氣中卻易生銹呢？ 鋼鐵鋼鐵 潮濕空氣潮濕空氣 水膜水膜 COCO2 2、 SOSO2 2、H H2 2S S 電解質(zhì)溶液（電解質(zhì)溶液（H H+ +) ) 鐵鐵 C C 原電池 電解質(zhì)溶液形成： H+OH- H2O+CO2H+HCO3- H2O 鋼鐵在這過程發(fā)生了

6、鋼鐵在這過程發(fā)生了電化學腐蝕電化學腐蝕。 根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性的不同電化 學腐蝕可分為兩種。 問題問題3 2021-8-611 負極： Fe - 2e- = Fe2+ 正極： 2H+ 2e- =H2 請寫出下列電極方程式？ A 鋼鐵的析氫腐蝕示意圖 總反應： 2H+ Fe =Fe2+ +H2 條件：酸性環(huán)境 鋼鐵的析氫腐蝕鋼鐵的析氫腐蝕 鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖 H2 O 溶液反應： Fe2+ 2OH- =Fe(OH)2 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n) H2O 正極： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- A

7、負極： Fe - 2e- = Fe2+ 總反應: 2Fe +O2 + 2H2O =2Fe(OH)2 條件：中性或酸性極弱環(huán)境條件：中性或酸性極弱環(huán)境 鋼鐵的吸氧腐蝕鋼鐵的吸氧腐蝕 將用酸洗除銹的鐵釘，在飽和食鹽水浸泡后放在如圖所示將用酸洗除銹的鐵釘，在飽和食鹽水浸泡后放在如圖所示 的裝置中，幾分鐘后觀察導管中水柱的變化的裝置中，幾分鐘后觀察導管中水柱的變化 實驗現(xiàn)象：實驗現(xiàn)象： 幾分鐘后幾分鐘后,裝裝 置中的導管置中的導管 中水柱上升中水柱上升 說明裝置中有氣體參加反應。說明裝置中有氣體參加反應。結(jié)論：結(jié)論： （問題（問題3 3） 鋼鐵的電化學腐蝕 析氫腐蝕吸氧腐蝕 條件 電 極 反 應 負極

8、 Fe(-) 正極 C(+) 總反應 聯(lián)系 水膜呈強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+H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 Fe2O3 nH2O 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 金屬的腐蝕以電化學腐蝕為主， 電化學腐蝕又以吸氧腐蝕為主 課堂練習課堂練習 1、如圖、如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察： （1）若液面上升，則溶液呈若液面上升，則溶液呈 性，發(fā)生性，發(fā)生 腐蝕腐蝕,電極反應式為：負極：電極反應式為：

9、負極： , 正極：正極： 若液面下降，則溶液呈若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生腐蝕，電極反應式為：性，發(fā)生腐蝕，電極反應式為： 負極：負極： 正極：正極： 。 （2） 中性或堿性中性或堿性 吸氧吸氧 Fe2e-Fe2+ O2+2H2O+4e-4OH 酸性酸性 析氫析氫 Fe2e-Fe2+ 2H+2e-H2 1.1.埋在地下的輸油鑄鐵管道，在下列各種埋在地下的輸油鑄鐵管道，在下列各種 情況下被腐蝕速率最慢的是情況下被腐蝕速率最慢的是 ( )( ) A A在潮濕疏松的土壤中；在潮濕疏松的土壤中； B B在含鐵元素較多的酸性土壤中；在含鐵元素較多的酸性土壤中； C C在干燥致密不透氣的土壤中；在干燥致

10、密不透氣的土壤中； D D在含碳較多的潮濕透氣的中性土壤在含碳較多的潮濕透氣的中性土壤 C C 2.2.下列現(xiàn)象與電化學腐蝕無關的是（下列現(xiàn)象與電化學腐蝕無關的是（ ） A A黃銅制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠黃銅制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠 B B生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）容易生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）容易 生銹生銹 C C鐵制器件附有銅制配件，在接觸處鐵制器件附有銅制配件，在接觸處 易生鐵銹易生鐵銹 D D銀質(zhì)獎章久置表面變暗銀質(zhì)獎章久置表面變暗 D D 二、金屬的防護（問題二、金屬的防護（問題4） (1)制成合金（不銹鋼） 改善金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)(內(nèi)因)，使其具有較強 的抗腐蝕性能 (2)在金屬表面覆

11、蓋保護層 在金屬表面噴漆、涂礦物油脂、噴涂塑料、搪在金屬表面噴漆、涂礦物油脂、噴涂塑料、搪 瓷、鍍上一層純金屬（如鐵上鍍鋅、錫、鉻瓷、鍍上一層純金屬（如鐵上鍍鋅、錫、鉻 等）、生成氧化膜等等）、生成氧化膜等 健身器材刷油漆以防銹健身器材刷油漆以防銹 汽車噴漆汽車噴漆 船身、車廂、水桶等常涂油漆，汽車外殼常噴漆船身、車廂、水桶等常涂油漆，汽車外殼常噴漆 衣架和電線的外面衣架和電線的外面 包上一層塑料層包上一層塑料層 小資料小資料 用塑料（如聚乙烯、用塑料（如聚乙烯、 聚氯乙烯、聚氨酯聚氯乙烯、聚氨酯 等）噴涂金屬表面，等）噴涂金屬表面， 比噴油漆效果更佳。比噴油漆效果更佳。 塑料這種覆蓋層致塑料這種覆蓋層致 密光潔，色澤艷麗，密光潔，色澤艷麗， 兼具防蝕與裝飾的兼具防蝕與裝飾的 雙重功能。雙重功能。 機器輪軸涂礦物油脂防護機器輪軸涂礦物油脂防護 鍍鉻的保險杠鍍鉻的保險杠 鍍鋅鍍鋅 二、金屬的防護（問題二、金屬的防護（問題4） (3)電化學保護法 犧牲陽極的陰極保護法、 外加直流電源的陰極保護法 形成原電池反應時，讓被保護金屬做正極， 不反應，起到保護作用；而活潑金屬反應受 到腐蝕。 用犧牲鋅塊的方法來保護用犧牲鋅塊的方法來保護 船身，鋅塊必須定期更換船身，鋅塊必須定期更換 鋅塊鋅塊 用犧牲鎂塊的方法來防止地用犧牲鎂塊的方法來