金屬的腐蝕與防護

1、LOGO金屬的腐蝕與防護金屬的腐蝕與防護學習目標學習目標1. 1. 掌握掌握金屬腐蝕金屬腐蝕的定義及分類。的定義及分類。2. 2. 分清分清化學腐蝕化學腐蝕與與電化學腐蝕電化學腐蝕的區(qū)別和聯(lián)系。的區(qū)別和聯(lián)系。3. 3. 知道知道金屬防護金屬防護的常用方法。的常用方法。鋼鐵生銹銅器表面生成銅綠鐵生銹 Fe2O3xH2OCu2(OH)2CO3金屬被腐蝕后有什么危害？金屬被腐蝕后有什么危害？思考與交流：思考與交流：（1 1）外形、色澤、機械性能發(fā)生變化；）外形、色澤、機械性能發(fā)生變化；（2 2）影響機器、儀表設(shè)備精度和靈敏度，以至報廢；）影響機器、儀表設(shè)備精度和靈敏度，以至報廢；（3 3）橋梁、建筑

2、物強度降低而坍塌；）橋梁、建筑物強度降低而坍塌；（4 4）地下金屬管道泄漏；）地下金屬管道泄漏；（5 5）輪船船體損壞；）輪船船體損壞；（6 6）金屬腐蝕還可能造成環(huán)境污染。）金屬腐蝕還可能造成環(huán)境污染。中國航天工業(yè)總公司第三十一研究所公布了一中國航天工業(yè)總公司第三十一研究所公布了一組數(shù)據(jù)：組數(shù)據(jù)：全球全球每一分鐘每一分鐘就有就有1 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1000010000億美元億美元, ,占各占各國國民生產(chǎn)總值國國民生產(chǎn)總值GNPGNP的的2%2%4%4%，在美國，大約，在美國，大約三分三分之一之一的化學設(shè)備因局部腐蝕而

3、停工。我國鋼鐵腐蝕經(jīng)的化學設(shè)備因局部腐蝕而停工。我國鋼鐵腐蝕經(jīng)濟損失高達濟損失高達28002800億人民幣億人民幣，約占國民生產(chǎn)總值，約占國民生產(chǎn)總值GNPGNP的的4%4%，每年約有，每年約有30%30%的鋼鐵因腐蝕而報廢。的鋼鐵因腐蝕而報廢。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？指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。行化學反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。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的過程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)）。（發(fā)生氧化反應(yīng)）。M

4、- ne- = Mn+化學腐蝕：化學腐蝕：電化學腐蝕：電化學腐蝕：3.金屬腐蝕的類型有哪些？金屬腐蝕的類型有哪些？金屬跟接觸到的干燥氣體（如金屬跟接觸到的干燥氣體（如SOSO2 2、ClCl2 2、O O2 2等）等）或非電解質(zhì)溶液（石油）等直接發(fā)生化學反應(yīng)或非電解質(zhì)溶液（石油）等直接發(fā)生化學反應(yīng)而引起的腐蝕。而引起的腐蝕。不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時，發(fā)生原電不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時，發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子被氧化。池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子被氧化。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)不同鐵在氧氣中燃燒鐵在氧氣中燃燒鐵的電化學腐蝕鐵的電化學腐蝕2022-3-21

5、10請比較下列請比較下列Fe腐蝕的快慢？腐蝕的快慢？鐵與酸反應(yīng)，鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐蝕。鐵被腐蝕。鐵與碳形成原電池鐵與碳形成原電池鐵作負極被腐蝕。鐵作負極被腐蝕。腐蝕速率較慢。腐蝕速率較慢。 腐蝕速率腐蝕速率較快。較快。類型類型化學腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕電化學腐蝕發(fā)生的條件發(fā)生的條件電流電流本質(zhì)本質(zhì)相互相互關(guān)系關(guān)系金屬與接觸物直接反應(yīng)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往往同時發(fā)生，但電化學腐蝕更普遍。化學腐蝕與電化學腐蝕比較思考與交流思考與交流a用用稀醋酸稀醋酸浸泡浸泡 b鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的析氫腐蝕示意圖 鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕

6、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氧腐蝕吸氧腐蝕示意圖示意圖負極負極（Fe）：Fe 2e= Fe2+正極正極（C）：）： 2H+2e= H2或或2H2O+O2+4e = 4OH鋼鐵腐蝕鋼鐵腐蝕析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸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)系水膜呈水膜呈較較強酸性強酸性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

7、+O2=4Fe(OH)3金屬的腐蝕以電化腐蝕為主，金屬的腐蝕以電化腐蝕為主，電化腐蝕又以吸氧腐蝕為主電化腐蝕又以吸氧腐蝕為主【學以致用學以致用】以下現(xiàn)象是化學腐蝕的是以下現(xiàn)象是化學腐蝕的是 A.A.黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠黃銅（銅鋅合金）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）容易生銹生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）容易生銹C.C.鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹D.D.鋁制品擦亮后，幾天后表面又變暗，但不像鋁制品擦亮后，幾天后表面又變暗，但不像 Fe Fe一樣生銹一樣生銹【學以致用學以致用】家用鐵鍋用水清洗放置后，家用鐵鍋用

8、水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色銹斑，在此變化過程中不發(fā)生出現(xiàn)紅棕色銹斑，在此變化過程中不發(fā)生的化學反應(yīng)是的化學反應(yīng)是 A4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3 B2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2 C2H2OO24e-=4OH- DFe3e-=Fe3+(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： 【學以致用學以致用】如圖如圖, 水槽中試管內(nèi)有一水槽中試管內(nèi)有一 枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：(2)若液面下降，則溶液呈若液面下降，則溶液呈 ， 發(fā)生發(fā)生 腐蝕，電極反應(yīng)式為：腐蝕，電極反應(yīng)式為：

9、負極：負極： 正極：正極： 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 鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，下圖為海水中的下圖為海水中的鐵閘門，如何用鐵閘門，如何用電化學電化學方法進行防護？方法進行防護？ 1. 1.犧牲陽極的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法用犧牲鎂塊的方法防用犧牲鎂塊的方法防地下鋼鐵管道的腐蝕地下鋼鐵管道的腐蝕鎂塊必須要定期更換鎂塊必須要定期更換 1. 1.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保護用犧牲鋅塊的方法保護船身，鋅塊須定期更換船身，鋅塊須定期更

10、換2022-3-2123 2 2. .外加電流的陰極保護法外加電流的陰極保護法按圖連接好裝置，觀察電壓表和按圖連接好裝置，觀察電壓表和FeFe電極上有什么電極上有什么現(xiàn)現(xiàn) 象象發(fā)生？往發(fā)生？往FeFe電極區(qū)滴入電極區(qū)滴入2 2滴黃色滴黃色K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6( (鐵鐵氰氰化鉀化鉀) )溶液，觀察燒杯內(nèi)溶液顏色有無變化。溶液，觀察燒杯內(nèi)溶液顏色有無變化。健身器材刷油漆健身器材刷油漆電線外面包塑料電線外面包塑料餐具做成不銹鋼餐具做成不銹鋼轉(zhuǎn)動部位涂油脂轉(zhuǎn)動部位涂油脂 3. 3.生活中的金屬防護生活中的金屬防護金屬防護的幾種重要方法金屬防護的幾種重要方法在金屬表面覆蓋保護層。在

11、金屬表面覆蓋保護層。 改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成合金。改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成合金。電化學保護法，即將金屬作為原電池的正極電化學保護法，即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護?；螂娊獬氐年帢O而受到保護。 小結(jié)小結(jié)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自行車的金屬部件采用了什么樣的防護措施自行車的金屬部件采用了什么樣的防護措施?練習練習1 1：下列各方法中能對金屬起到防止或減：下列各方法中能對金屬起到防止或減緩腐蝕作用的是緩腐蝕作用的是金屬表面涂抹油漆金屬表面涂抹油漆 改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 保持金屬表面清潔干燥保持金屬表面清潔干燥 在金屬表面

12、進行在金屬表面進行電鍍電鍍 使金屬表面形成致密的氧化物薄膜使金屬表面形成致密的氧化物薄膜A A B B C C DD全部全部練習練習2 2：下列防腐措施屬于電化學保護法的是下列防腐措施屬于電化學保護法的是A.A.用氧化劑使金屬表面生成一層致密穩(wěn)定的用氧化劑使金屬表面生成一層致密穩(wěn)定的 氧化物保護膜氧化物保護膜B.B.用氧化劑將金屬表面鈍化處理用氧化劑將金屬表面鈍化處理C.C.在輪船的船殼水線以下部分裝上一些鋅在輪船的船殼水線以下部分裝上一些鋅D.D.金屬表面噴漆金屬表面噴漆練練3 3：下列各情況：下列各情況FeFe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 )

13、 ( 3 ) ( 4 )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：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：電解池的陽極原電池的負極化學腐蝕電解池的陽極原電池的負極化學腐蝕原電池的正極電解池的陰極原電池的正極電解池的陰極外接電源的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護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護無防腐條件法有一般防腐條件保護無防腐條件知識總結(jié)知識總結(jié)化學腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕電化學腐蝕析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕金屬腐金屬腐蝕蝕概念及本質(zhì)概念及本質(zhì)分類分類防護措施防護措施制成合金制成合金在金屬表面覆蓋保護層在金屬表面覆蓋保護層

14、電化學保護法電化學保護法犧牲陽極的陰極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外加直流電源的陰極保護法1.1.下列事實不能用電化學理論解釋（下列事實不能用電化學理論解釋（ ）A.A.輪船吃水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊輪船吃水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊B.B.鋁片不用特殊方法保護鋁片不用特殊方法保護C.C.純鋅與稀硫酸反應(yīng)時，滴入少量的純鋅與稀硫酸反應(yīng)時，滴入少量的CuSOCuSO4 4 溶液后速率加快溶液后速率加快D.D.鍍鋅鐵（在鐵上鍍一層鋅）比鍍錫耐用鍍鋅鐵（在鐵上鍍一層鋅）比鍍錫耐用B B2.2.下列敘述不正確的是（下列敘述不正確的是（ ） A A鋼鐵在干燥的空氣中不易

15、被腐蝕鋼鐵在干燥的空氣中不易被腐蝕 B B可以用船尾連鋅塊的方法來保護船身可以用船尾連鋅塊的方法來保護船身 C C金屬的電化學腐蝕比化學腐蝕更普遍金屬的電化學腐蝕比化學腐蝕更普遍 DD用鋁質(zhì)鉚釘鉚接鐵板，鐵板易被腐蝕用鋁質(zhì)鉚釘鉚接鐵板，鐵板易被腐蝕3.3.下列事實不能用電化學原理解釋的是下列事實不能用電化學原理解釋的是A.A.常溫條件下常溫條件下, ,在空氣中鋁不容易被腐蝕在空氣中鋁不容易被腐蝕B.B.鍍層破損后鍍層破損后, ,鍍鋅鐵片比鍍錫鐵片更耐腐蝕鍍鋅鐵片比鍍錫鐵片更耐腐蝕C.C.用鋅與硫酸反應(yīng)制氫氣時用鋅與硫酸反應(yīng)制氫氣時, ,往硫酸中滴少量往硫酸中滴少量 硫酸銅硫酸銅D.D.遠洋海輪

16、的尾部裝上一定數(shù)量的鋅板遠洋海輪的尾部裝上一定數(shù)量的鋅板4.4.下列裝置中四塊相同的下列裝置中四塊相同的ZnZn片，放置一段時間片，放置一段時間后腐蝕速率后腐蝕速率由慢到快由慢到快的順序是的順序是(4) (2) (1) (3)5.5.下圖裝置都盛有下圖裝置都盛有0.1 molL-10.1 molL-1的的HH2 2SOSO4 4溶液溶液, ,四個相同的純鋅片，腐蝕最慢的是四個相同的純鋅片，腐蝕最慢的是 6. 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(yīng)式為：負極：電極反應(yīng)式為：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(yīng)式為：性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)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F