金屬的電化學(xué)腐蝕與防護人教版

1、第四節(jié)第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護金屬的電化學(xué)腐蝕與防護第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ) 全球全球每一分鐘每一分鐘就有就有1噸噸鋼腐蝕成鐵銹鋼腐蝕成鐵銹. 全球每年鋼鐵腐蝕的經(jīng)濟損失約全球每年鋼鐵腐蝕的經(jīng)濟損失約100000億美元，占各國國民生產(chǎn)總億美元，占各國國民生產(chǎn)總值的值的2%4%，我國鋼鐵腐蝕經(jīng)濟我國鋼鐵腐蝕經(jīng)濟損失高達損失高達28002800億人民幣億人民幣，約占國民，約占國民生產(chǎn)總值的生產(chǎn)總值的4%，每年約有，每年約有30%的鋼的鋼鐵因腐蝕而報廢。腐蝕給人類造成鐵因腐蝕而報廢。腐蝕給人類造成的損失是驚人的。的損失是驚人的。金屬的腐蝕在生活中非常普遍金屬的腐蝕在生活中非常普遍鋼鐵

2、生銹鋼鐵生銹鐵銹的主要成分：鐵銹的主要成分：Fe2O3xH2O銅器生銹銅器生銹銅器表面生成銅綠銅器表面生成銅綠銅器表面生成銅綠銅器表面生成銅綠,主要成主要成分：分：Cu2(OH)2CO3一、金屬的腐蝕一、金屬的腐蝕1、什么是金屬腐蝕？、什么是金屬腐蝕？ 指金屬與周圍的氣體或液體物質(zhì)指金屬與周圍的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。2、金屬腐蝕的本質(zhì)是什么、金屬腐蝕的本質(zhì)是什么? 是金屬本身失去電子變成陽離子是金屬本身失去電子變成陽離子的過程（發(fā)生氧化反應(yīng)）。的過程（發(fā)生氧化反應(yīng)）。M - ne- = Mn+金屬腐蝕受溫金屬腐蝕受溫度影響度影響家用燃

3、氣灶的中心部位很家用燃氣灶的中心部位很容易生銹容易生銹食品罐頭盒放在南極食品罐頭盒放在南極80多年了，卻很少生銹多年了，卻很少生銹金屬的腐蝕受潮濕程度影響金金屬屬腐腐蝕蝕化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕 （更普遍且危害大更普遍且危害大）3、金屬腐蝕的類型、金屬腐蝕的類型根據(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 金屬與接觸到的金屬與接觸到的干燥氣體（如干燥氣體（如O2,Cl2,SO2）或或非電解質(zhì)液體非電解質(zhì)液體(如石油如石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕引起的腐蝕,叫做化學(xué)腐蝕叫做化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕（2）原理）原理：（1）定義：）定義： 金屬跟氧化劑金屬跟

4、氧化劑直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 不純的金屬與不純的金屬與電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液接觸時，發(fā)接觸時，發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子被氧化，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。被氧化，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕（1）定義：）定義：（2）原理）原理： 形成原電池，比較活潑金屬做原形成原電池，比較活潑金屬做原電池的負極，失去電子，被氧化。電池的負極，失去電子，被氧化。電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕思考為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，思考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？發(fā)生了什么反應(yīng)？而在潮濕的空氣中卻易生銹？發(fā)生了什么

5、反應(yīng)？ 在潮濕的空氣里在潮濕的空氣里,鋼鐵表面吸附了一鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水膜中溶解有來自大氣中層薄薄的水膜。水膜中溶解有來自大氣中的的CO2、SO2、H2S等氣體等氣體 使水膜中含有使水膜中含有一定量的一定量的H + H2O + CO2 H2CO3 H + + HCO3 - H2O H + +OH-這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜溶液的薄膜,它跟鋼鐵里的鐵和少量它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成無數(shù)微小的原電池。的碳構(gòu)成無數(shù)微小的原電池。鋼鐵表面形成的微小原電鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖池示意圖鋼鐵的鋼鐵的析氫腐蝕析氫腐蝕示意圖示意圖鋼鐵的鋼鐵的吸

6、氧腐蝕吸氧腐蝕示意圖示意圖鋼鐵的電化學(xué)腐蝕鋼鐵的電化學(xué)腐蝕析析氫腐蝕氫腐蝕吸吸氧腐蝕氧腐蝕條件條件電電極極反反應(yīng)應(yīng)負極負極Fe(-)正極正極C(+)總反應(yīng)總反應(yīng)聯(lián)系聯(lián)系水膜呈水膜呈酸性較強酸性較強水膜呈水膜呈中性中性或或弱酸性弱酸性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金屬的腐蝕以金屬的腐蝕以電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕為主，為主，電化學(xué)腐蝕又以電化學(xué)腐蝕又以吸氧腐蝕吸氧腐蝕為主為主金屬腐蝕的實質(zhì)金屬的腐蝕種類

7、化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕原理區(qū)別腐蝕速度聯(lián)系歸納小結(jié)金屬的化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕比較金屬原子失去電子被氧化而消耗的過程：M - ne- = Mn+金屬和其他物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)腐蝕過程無電流產(chǎn)生金屬直接被腐蝕不純金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)，使活潑金屬失電子被氧化而引起的腐蝕發(fā)生原電池反應(yīng)有電流產(chǎn)生活潑金屬被腐蝕電化學(xué)腐蝕 化學(xué)腐蝕往往同時發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，危害更大二、金屬的防護二、金屬的防護1 1、原理、原理 防止金屬失電子防止金屬失電子2 2、電化學(xué)防護、電化學(xué)防護 形成原電形成原電池反應(yīng)時，讓池反應(yīng)時，讓被保護金屬做被保護金屬做正極正

8、極，活潑金，活潑金屬做負極。屬做負極。 犧牲陽極的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法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下鋼鐵用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換 將被保護金屬將被保護金屬作為電解池的陰作為電解池的陰極，另一導(dǎo)電物極，另一導(dǎo)電物質(zhì)作為陽極，在質(zhì)作為陽極，在外加直流電的作外加直流電的作用下使用下使陰極得到陰極得到保護保護。輔助陽輔助陽極極（石墨）（石墨）外加電流外加電流的陰極保護法的陰極保護法烤藍烤藍涂機油涂機油烤漆烤漆涂凡士林涂凡士林鍍鋅鍍鋅鍍鉻鍍鉻

9、你還知道哪些防止金屬腐蝕的方法？請舉例說明。你還知道哪些防止金屬腐蝕的方法？請舉例說明。 制成不銹鋼；或在金屬表面鍍一層比要制成不銹鋼；或在金屬表面鍍一層比要保護的金屬更活潑的金屬。保護的金屬更活潑的金屬。3.金屬的常見防護方法金屬的常見防護方法在金屬表面覆蓋保護層（隔離與介質(zhì)的接觸）在金屬表面覆蓋保護層（隔離與介質(zhì)的接觸） 例如：噴涂漆；涂油脂；表面鈍化；例如：噴涂漆；涂油脂；表面鈍化；電鍍電鍍(在鋼鐵表面形成鉻等耐腐蝕性較強在鋼鐵表面形成鉻等耐腐蝕性較強的金屬鍍層的金屬鍍層)等。等。改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，制成合金改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，制成合金(改變自身結(jié)改變自身結(jié)構(gòu)構(gòu))（14%8%Cr

10、，7%9%Ni），改變鋼鐵內(nèi)），改變鋼鐵內(nèi)部的組成和結(jié)構(gòu)，可極大程度地提高鋼鐵抗腐部的組成和結(jié)構(gòu)，可極大程度地提高鋼鐵抗腐蝕性能，這就是常見的蝕性能，這就是常見的“不銹鋼不銹鋼”(合金合金)。金屬防護的幾種重要方法金屬防護的幾種重要方法:電化學(xué)保護法電化學(xué)保護法，即將金屬作為，即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而原電池的正極或電解池的陰極而受到保護。受到保護。在金屬表面覆蓋保護層。在金屬表面覆蓋保護層。 改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，制改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，制成合金。成合金。金屬腐蝕快慢的判斷：在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢：在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢：作作電解池的電解池的陽極引起

11、的腐蝕作原電池的負極引起的腐蝕化學(xué)陽極引起的腐蝕作原電池的負極引起的腐蝕化學(xué)腐蝕原電池的正極電解池的陰極（自身結(jié)構(gòu)相同）腐蝕原電池的正極電解池的陰極（自身結(jié)構(gòu)相同）對同一金屬來說：對同一金屬來說：在強電解質(zhì)溶液中的腐蝕速度在在強電解質(zhì)溶液中的腐蝕速度在弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕速度在非電解質(zhì)溶液中的腐弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕速度在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕速度蝕速度對活潑性不同的金屬：對活潑性不同的金屬：活潑性差異越大，負極金屬腐活潑性差異越大，負極金屬腐蝕越快蝕越快防腐措施由好到壞的順序如下：防腐措施由好到壞的順序如下：外接電源的陰極保護法犧牲陽極的陰外接電源的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法有一般防腐條件保

12、護無防極保護法有一般防腐條件保護無防腐條件腐條件規(guī)律小結(jié)：規(guī)律小結(jié)：1、以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的、以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是（是（ ） A.黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠易產(chǎn)生銅綠 B.生鐵比軟鐵蕊（幾乎是純鐵）容生鐵比軟鐵蕊（幾乎是純鐵）容易生銹易生銹 C.鐵質(zhì)器件附著銅質(zhì)配件，在接鐵質(zhì)器件附著銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹觸處易生鐵銹 D.銀質(zhì)獎牌久置后表面變暗銀質(zhì)獎牌久置后表面變暗D(1)若液面上升，則溶液呈若液面上升，則溶液呈 ， 發(fā)生發(fā)生 腐蝕腐蝕,電極反應(yīng)式為：電極反應(yīng)式為： 負極：負極： 正極：正極： (2)若液面下降，則溶液呈若液面下降，則溶

13、液呈 ， 發(fā)生發(fā)生 腐蝕，電極反應(yīng)式為：腐蝕，電極反應(yīng)式為： 負極：負極： 正極：正極： 2、如圖、如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：察：弱酸性或中性弱酸性或中性吸氧吸氧2Fe 4e2Fe2+O2+2H2O+4e4OH較強酸性較強酸性析氫析氫Fe 2eFe2+2H+2eH2 3.下列各情況，在其中下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是：片腐蝕由快到慢的順序是： 。(5)(2)(1)(3)(4)4、用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在、用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在如下圖所示的三個裝置中，再放置于玻璃鐘罩里如下圖所示的三個裝置中，再放置于玻璃鐘罩里保存相同的一段時間，下列對實驗結(jié)束時現(xiàn)象的保存相同的一段時間，下列對實驗結(jié)束時現(xiàn)象的描述描述不正確不正確的是（的是（ ）A.A.裝置裝置a a的左側(cè)液面一定會下的左側(cè)液面一定會下降降 B.B.左側(cè)液面裝置左側(cè)液面裝置a a比裝置比裝置b b的的低低C.C.裝置裝置b b中的鐵釘腐蝕最嚴重中的鐵釘腐蝕最嚴重 D.D.裝置裝置c c中的鐵釘幾乎沒被腐中的鐵釘幾乎