第三章 第二節(jié) 金屬的腐蝕和防護(hù)：金屬的腐蝕

1、 益陽(yáng)市十三中學(xué) 湯伏強(qiáng)金屬陽(yáng)離子金屬陽(yáng)離子失失e-被氧化被氧化3、類型：、類型：化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕 （常見普遍）（常見普遍）金屬原子金屬原子2、本質(zhì)：、本質(zhì)：1、定義：、定義：金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。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，不同， 發(fā)生腐蝕的發(fā)生腐蝕的化學(xué)原理化學(xué)原理不同不同4 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕（1）定義：（2）原理：金屬跟接觸到的物質(zhì)（如O2、Cl2、SO2等）直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。金屬跟氧化劑直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)。（3

2、）影響因素金屬越活潑越易被腐蝕金屬所處的環(huán)境溫度越高，腐蝕速率越快氧化劑濃度越大，腐蝕速率越快5電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕（1）定義：不純的金屬（或合金）跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化。家用燃?xì)庠罴矣萌細(xì)庠罘旁谀蠘O已差不多放在南極已差不多9090年食品罐頭年食品罐頭 一般情況下，溫度的升高會(huì)加快化學(xué)反應(yīng)速一般情況下，溫度的升高會(huì)加快化學(xué)反應(yīng)速率。因此，溫度對(duì)化學(xué)腐蝕的影響較明顯。率。因此，溫度對(duì)化學(xué)腐蝕的影響較明顯。原電池復(fù)習(xí)原電池復(fù)習(xí)、定義定義:、構(gòu)成條件構(gòu)成條件把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置1)、兩個(gè)活潑性不同的電極、兩個(gè)活潑性不同的電極2

3、)、與電極接觸的電解質(zhì)溶液、與電極接觸的電解質(zhì)溶液3)、形成閉合電路、形成閉合電路4) 、氧化還原反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)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(yīng)電極反應(yīng)反應(yīng)類型反應(yīng)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(jìn)流進(jìn)負(fù)極負(fù)極正極正極Zn-2eZn2+2H+2eH2 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)質(zhì)量減少質(zhì)量減少質(zhì)量不變質(zhì)量不變總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 ZnCuHCl科學(xué)探究科學(xué)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、NaClN

4、aCl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(shè)計(jì)實(shí)的蒸餾水，你也可以選用其他物品，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鐵釘銹蝕需要哪些條件，以及在什么驗(yàn)探究鐵釘銹蝕需要哪些條件，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(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(yīng)生，反應(yīng)速率快速率快相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間鐵釘才間鐵釘才被腐蝕被腐蝕鐵

5、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(zhǎng)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)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： 鐵釘遇到強(qiáng)酸或有O2、H2O存在的情況下，鐵均可被腐蝕，遇到電解質(zhì)時(shí)，一般腐蝕速率更快。不會(huì)，不會(huì)，因?yàn)樵虑蛏先鄙偎趾脱鯕?。因?yàn)樵虑蛏先鄙偎趾脱鯕狻?請(qǐng)你預(yù)測(cè)一下，鐵在月球上會(huì)請(qǐng)你預(yù)測(cè)一下，鐵在月球上會(huì)不會(huì)生銹？為什么？不會(huì)生銹？為什么？ 為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易為什么鋼鐵在干燥的空氣中不

6、易生銹，而在潮濕的空氣中卻易生銹呢？生銹，而在潮濕的空氣中卻易生銹呢？鋼鐵鋼鐵潮濕空氣潮濕空氣水膜水膜CO2、 SO2、H2S電解質(zhì)電解質(zhì)溶液溶液鐵鐵C 原電池原電池科學(xué)探究：科學(xué)探究：原電池：原電池：活潑金屬：活潑金屬：雜質(zhì)雜質(zhì)(C或較不活或較不活潑的金屬潑的金屬)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)溶液中的電解質(zhì)溶液中的物質(zhì)在雜質(zhì)上得物質(zhì)在雜質(zhì)上得到電子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示意圖圖鋼鐵的鋼鐵的析氫腐蝕析氫腐蝕示意示意圖圖鋼鐵的鋼鐵的吸氧腐蝕吸氧腐蝕示意示意圖圖6.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Fe2O3 nH2O（鐵

7、銹鐵銹）通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕條件條件水膜呈水膜呈酸性酸性水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱酸性很弱電極反應(yīng)電極反應(yīng)負(fù)極負(fù)極Fe(- )Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正極正極C(+)2H2O + 2e = H2+2OH O2+2H2O+4e=4OH-總反應(yīng)總反應(yīng):Fe + 2 H2O = Fe(OH)2+ H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系聯(lián)系 燒過菜的鐵鍋如果未及時(shí)燒過菜的鐵鍋如果未及時(shí)洗凈（殘液中含洗凈（殘液中含 NaClN

8、aCl），第二），第二天便出現(xiàn)紅棕色銹斑（主要成分天便出現(xiàn)紅棕色銹斑（主要成分為為FeFe2 2O O3 3nHnH2 2O O）。請(qǐng)問這種腐蝕是）。請(qǐng)問這種腐蝕是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕? ?為什么為什么? ?解析：屬于電化學(xué)腐蝕。解析：屬于電化學(xué)腐蝕。 因?yàn)殍F鍋是由生鐵做成的因?yàn)殍F鍋是由生鐵做成的, ,鐵鍋生鐵鍋生銹是因?yàn)殇P是因?yàn)镕e-C-NaClFe-C-NaCl形成原電池。鐵作形成原電池。鐵作負(fù)極，失去電子變成亞鐵離子，從而負(fù)極，失去電子變成亞鐵離子，從而被腐蝕。被腐蝕。如圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢的順序是（ ）A、B、C、FeFeFeFeF

9、eFeSnSnZnZnA A例例1：例例2：下列裝置中四塊相同的下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速片，放置一段時(shí)間后腐蝕速率由率由慢慢到到快快的順序是的順序是(4)(2)(1)(3)例例3、分析右圖，按要求寫出有關(guān)反應(yīng)方程式：分析右圖，按要求寫出有關(guān)反應(yīng)方程式：（1）、鐵棒上的電極反應(yīng)式為：）、鐵棒上的電極反應(yīng)式為：（2）、碳棒上的電極反應(yīng)式為：）、碳棒上的電極反應(yīng)式為：（3）、溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：）、溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-4OH-2Fe4e-2Fe2

10、+1、鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式是（ ）A、 Fe 2e-=Fe 2+B、 2H + + 2e- =H2 C、 4OH - - 4e-= 2H2O + O2 D、 2H2O + O2 + 4e- = 4OH - D D2、下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論解釋的是 ( ）A、輪船吃水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊B、鋁片不用特殊方法保護(hù)C、純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴入少量的CuSO4溶液后速率加快D、鍍鋅鐵（在鐵上鍍一層鋅）比鍍錫耐用B B3、下列敘述正確的是（ ）A.鋅跟稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，加入少量硫酸銅溶液能加快反應(yīng)速率B.鍍層破損后，白口鐵(鍍鋅的鐵)比馬口鐵(鍍錫的鐵)更易腐蝕C.

11、家用炒菜鐵鍋出現(xiàn)銹斑的原因是發(fā)生了化學(xué)腐蝕D.吸氧腐蝕時(shí)正極放出氧氣，析氫腐蝕時(shí)正極放出氫氣E.化學(xué)腐蝕速率超過電化學(xué)腐蝕速率，析氫腐蝕比吸氧腐蝕普遍A A4、以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是（ ）A.黃銅(銅鋅合金)制作的銅制品不易被腐蝕B.生鐵比純鐵容易腐蝕C.鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹D.銀制獎(jiǎng)牌久置后表面變暗5、下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論解釋的是（ ）A.輪船水線下船殼上裝一偶一定數(shù)量的鋅塊B.鋁片不用特殊方法保存C.純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴入少量的硫酸銅后速率加快D.鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用D DB B6、鋼鐵生銹、鋼鐵生銹電化腐蝕電化腐蝕 、析氫腐蝕析氫腐蝕正極正極條件：酸性環(huán)境條件：酸性環(huán)境負(fù)極負(fù)極2H+2e- H2 Fe - 2e- Fe2+ Fe2+2OHFe(OH) 2