第二節(jié)金屬的腐蝕與防護

1、2022-2-13第三章第三章 探索生活材料探索生活材料第二節(jié)第二節(jié) 金屬的腐蝕和防護金屬的腐蝕和防護2022-2-13鐵銹斑斑鐵銹斑斑2022-2-13鐵管生銹了鐵管生銹了四川省宜賓市城區(qū)的南門大橋四川省宜賓市城區(qū)的南門大橋鋼鐵鋼鐵生銹生銹造成大橋造成大橋斷裂斷裂！斷裂斷裂2022-2-13銅器表面生成一層薄薄的銅器表面生成一層薄薄的銅綠銅綠銅綠的銅綠的主要成分是主要成分是Cu2(OH)2CO32022-2-13 一、金屬的腐蝕一、金屬的腐蝕 依據(jù)：接觸的依據(jù)：接觸的介質(zhì)介質(zhì)不同，發(fā)生腐蝕的不同，發(fā)生腐蝕的化化 學原理學原理不同不同化學腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕電化學腐蝕左邊家用燃氣灶的中心部位

2、很容易生銹，而右邊的食品罐左邊家用燃氣灶的中心部位很容易生銹，而右邊的食品罐頭放在南極頭放在南極9090多年了，卻很少生銹多年了，卻很少生銹升溫可加快升溫可加快金屬腐蝕金屬腐蝕溫度對化學腐蝕的影響：溫度對化學腐蝕的影響： 升溫加快升溫加快金屬腐蝕金屬腐蝕 降溫減慢降溫減慢金屬腐蝕金屬腐蝕科學探究科學探究 現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘，試管、植物油、現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘，試管、植物油、NaClNaCl溶液、溶液、CHCH3 3COOHCOOH溶液和煮沸后迅速冷卻溶液和煮沸后迅速冷卻的蒸餾水，你也可以選用其他物品，設計實的蒸餾水，你也可以選用其他物品，設計實驗探究鐵釘銹蝕需要哪些條件，以及在什么驗探究鐵釘銹蝕

3、需要哪些條件，以及在什么條件下銹蝕速率快。條件下銹蝕速率快。不同條件下鐵釘?shù)母g不同條件下鐵釘?shù)母g實實驗驗方方案案CHCH3 3COOHCOOH溶溶液液煮沸后迅速煮沸后迅速冷卻的蒸餾冷卻的蒸餾水水NaClNaCl溶液溶液煮沸后迅速煮沸后迅速冷卻的蒸餾冷卻的蒸餾水水植物油植物油記記錄錄結(jié)結(jié)論論有氣泡產(chǎn)有氣泡產(chǎn)生，反應生，反應速率快速率快相當長時相當長時間鐵釘才間鐵釘才被腐蝕被腐蝕鐵釘被腐鐵釘被腐蝕最快蝕最快由于缺由于缺O(jiān) O2 2，較長時間較長時間鐵釘才被鐵釘才被腐蝕腐蝕鐵釘漸鐵釘漸漸生銹漸生銹鐵釘被鐵釘被腐蝕腐蝕無現(xiàn)象無現(xiàn)象由于無由于無O O2 2，鐵釘未被鐵釘未被腐蝕腐蝕無現(xiàn)象無現(xiàn)象由于無

4、由于無O O2 2、H H2 2O O鐵釘不能鐵釘不能被腐蝕被腐蝕植植物物油油結(jié)論：結(jié)論： 鐵釘遇到強酸或有鐵釘遇到強酸或有O O2 2、H H2 2O O存在的情況存在的情況下，鐵均可被腐蝕，遇到電解質(zhì)時，一般下，鐵均可被腐蝕，遇到電解質(zhì)時，一般腐蝕速率更快。腐蝕速率更快。2022-2-13海邊的鐵制品比較容易生銹，為什么？海邊的鐵制品比較容易生銹，為什么？原理原理: :原電原電池反應可池反應可加快金屬加快金屬腐蝕腐蝕 原電池的組成條件原電池的組成條件(1)(1)活潑性不同的兩種金屬（或金屬活潑性不同的兩種金屬（或金屬 與石墨）構(gòu)與石墨）構(gòu) 成兩個電極成兩個電極(2)(2)電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶

5、液(3)(3)構(gòu)成閉合電路構(gòu)成閉合電路（4）氧化還原反應能自發(fā)進行）氧化還原反應能自發(fā)進行工作原理工作原理(以以Cu-Zn原電池為例原電池為例)電子流向電子流向電極電極 電極反應電極反應反應類型反應類型 電極本身質(zhì)量電極本身質(zhì)量活潑金屬活潑金屬Zn 不活潑金屬不活潑金屬Cu 流出流出流進流進負極負極正極正極Zn-2eZn2+2H+2eH2 氧化反應氧化反應還原反應還原反應質(zhì)量減少質(zhì)量減少質(zhì)量不變質(zhì)量不變總反應：總反應：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 ZnCuHCl 為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，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？而在潮濕的空氣中卻易生銹

6、呢？鋼鐵鋼鐵潮濕空氣潮濕空氣水膜水膜CO2、 SO2、H2S電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液鐵鐵C 原電池原電池科學探究：科學探究：原電池：原電池：活潑金屬：活潑金屬：雜質(zhì)雜質(zhì)(C或較不或較不活潑的金屬活潑的金屬)失電子，轉(zhuǎn)移到雜質(zhì)上失電子，轉(zhuǎn)移到雜質(zhì)上電解質(zhì)溶液中的物質(zhì)電解質(zhì)溶液中的物質(zhì)在雜質(zhì)上得到電子在雜質(zhì)上得到電子鋼鐵表面鋼鐵表面形成的微小形成的微小原電池原電池示意圖示意圖鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較FeFe2 2O O3 3 n nH H2 2O O（鐵銹鐵銹）通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍。通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍。析氫析氫腐蝕腐蝕吸氧吸氧腐蝕腐蝕條

7、件條件較強較強酸性酸性。中性中性 酸性很弱酸性很弱COCO2 2+H+H2 2O HO H2 2COCO3 3 H H+ +HCO +HCO 3 3- - 電極反應電極反應負極負極Fe(- )Fe(- ) Fe-2e=FeFe-2e=Fe2+2+2Fe-4e=2Fe2Fe-4e=2Fe2+2+正極正極C(+)C(+)2H2H+ +2e=H+2e=H2 2O O2 2+2H+2H2 2O+4e=4OHO+4e=4OH- -總反應總反應: :Fe+2HFe+2H+ +=Fe=Fe2+2+2Fe+2H2Fe+2H2 2O+OO+O2 2= 2 Fe(OH)= 2 Fe(OH)2 24Fe(OH)4F

8、e(OH)2 2+2H+2H2 2O+OO+O2 2=4Fe(OH)=4Fe(OH)3 3聯(lián)系聯(lián)系生成鐵銹：生成鐵銹：水膜呈水膜呈_水膜呈水膜呈_或或_2022-2-13小結(jié)：小結(jié)：金屬腐蝕的金屬腐蝕的分類分類化學腐蝕化學腐蝕電化腐蝕電化腐蝕析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕（常見普遍）（常見普遍）金屬腐蝕的危害 金屬的腐蝕對國民經(jīng)濟帶來的損失是驚人的，據(jù)金屬的腐蝕對國民經(jīng)濟帶來的損失是驚人的，據(jù)7070年代美國的一份統(tǒng)計報告，全世界每年由于腐蝕年代美國的一份統(tǒng)計報告，全世界每年由于腐蝕而報廢的金屬設備和材料，約相當于金屬年產(chǎn)量而報廢的金屬設備和材料，約相當于金屬年產(chǎn)量的的1/31/3，至于因設

9、備腐蝕損壞而引起的停工減產(chǎn)、，至于因設備腐蝕損壞而引起的停工減產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量下降、污染環(huán)境、危害人體健康甚至造產(chǎn)品質(zhì)量下降、污染環(huán)境、危害人體健康甚至造成嚴重事故的損失，就更無法估計了。當前，世成嚴重事故的損失，就更無法估計了。當前，世界各國都有許多優(yōu)秀的科學家，從事金屬腐蝕理界各國都有許多優(yōu)秀的科學家，從事金屬腐蝕理論及防護方法的研究工作。有志者可選擇這方面論及防護方法的研究工作。有志者可選擇這方面的課題研究，一定會大有作為；一旦有新的突破，的課題研究，一定會大有作為；一旦有新的突破，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和社會影響，必將是巨大的。產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和社會影響，必將是巨大的。 1 1、金屬腐蝕的本質(zhì)：、金

10、屬腐蝕的本質(zhì)：_e_e- -發(fā)生發(fā)生_反應反應金屬金屬_金屬原子金屬原子氧化氧化失去失去陽離子陽離子二、金屬的防護二、金屬的防護金屬腐蝕的防護思路和方法是？金屬腐蝕的防護思路和方法是？ 主要從金屬的本質(zhì)和介質(zhì)兩方面考慮，主要從金屬的本質(zhì)和介質(zhì)兩方面考慮，如如:改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，在金屬改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，在金屬表面覆蓋保護層等等表面覆蓋保護層等等 請根據(jù)以下的生活中的例子，總結(jié)金屬防護請根據(jù)以下的生活中的例子，總結(jié)金屬防護常用的方法，并解釋這些方法為什么可以達到防常用的方法，并解釋這些方法為什么可以達到防止金屬腐蝕的目的？止金屬腐蝕的目的？ 自行車如何防生銹？自行車如何防生銹？ 是是在

11、金屬表面在金屬表面鍍上一層耐腐蝕的金屬，如鍍上一層耐腐蝕的金屬，如自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍鍍上一層既耐上一層既耐腐蝕又耐磨的腐蝕又耐磨的CrCr 自行車的車把、自行車的車把、車輻條、鋼圈車輻條、鋼圈和車鈴防銹措和車鈴防銹措施是什么？施是什么？健身器材如何防銹？健身器材如何防銹？刷油漆刷油漆衣架和電線如何防銹？衣架和電線如何防銹？外面包上一層塑料層外面包上一層塑料層某些工具的某些工具的“機械傳動部位機械傳動部位” ，能用，能用油漆來防銹嗎？油漆來防銹嗎？不能用油漆來防銹，而是選用油脂不能用油漆來防銹，而是選用油脂應選用什么呢？應選用什么呢？船身如何防腐蝕的？船身如何

12、防腐蝕的？用犧牲鋅塊的方法來保護用犧牲鋅塊的方法來保護船身上裝鋅塊船身上裝鋅塊 如何防止地下鋼鐵管道的腐蝕？如何防止地下鋼鐵管道的腐蝕？用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊要定期更換道的腐蝕，鎂塊要定期更換知識總結(jié)知識總結(jié)作業(yè)：作業(yè)： 1.1.埋在地下的輸油鑄鐵管道，在下列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各種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；在干燥致密不透氣的土壤中； D D在含碳較

13、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 2 2在裝有水的容器中，用棉線懸掛一個在在裝有水的容器中，用棉線懸掛一個在水中保持平衡的金屬棒，該棒由鐵和銅焊水中保持平衡的金屬棒，該棒由鐵和銅焊接而成，棉線系在兩種金屬接縫處（如接而成，棉線系在兩種金屬接縫處（如圖），再向水中加入少量圖），再向水中加入少量CuSOCuSO4 4，經(jīng)過一段，經(jīng)過一段時間應看到的現(xiàn)象是時間應看到的現(xiàn)象是 ( )( ) A A鐵端將附著銅增重下沉；鐵端將附著銅增重下沉； B B銅端將附著銅增重下沉；銅端將附著銅增重下沉； C C鐵端將變細減重上升；鐵端將變細減重上升； D D銅端粗細不變將下沉銅端粗細不變將下沉BC(1)(1)、若液面上升，則溶液呈、若液面上升，則溶液呈_性，發(fā)性，發(fā)生生_腐蝕腐蝕, ,電極反應式為：電極反應式為： 負極：負極：_,_,正極：正極：_ _ 3 3、如圖、如圖, , 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：放置數(shù)天觀察：(2)(