高中化學(xué)選擇性必修一 4.3 金屬的腐蝕與防護同步教學(xué)課件（新教材）

1、4.3 金屬的腐蝕與防護Asadal has been running one of the biggest domain and web hosting sites in Korea since March 1998. More than 3,000,000 people have.visited our website, for domain registration and web hosting鋼鐵生銹金屬的腐蝕銅器生銹銅器表面生成銅綠金屬的腐蝕我國作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家（2005年全國生產(chǎn)鋼材37117.02萬噸） ，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

2、成的損失占到國內(nèi)生產(chǎn)總值的2%4%；約合人民幣：3000億元（ 2005年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值將達15萬億元） 。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟損失大致為發(fā)達國家國民生產(chǎn)總值的2% 4%左右。另據(jù)國外統(tǒng)計，金屬腐蝕的年損失遠遠超過水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震（平均值）損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。數(shù)據(jù)觀察金屬的腐蝕金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴(yán)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。腐蝕不僅造成經(jīng)濟損失，也經(jīng)常對安全構(gòu)成威脅。國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫

3、而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染；管道和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會危及工作人員和附近居民的生命安全。數(shù)據(jù)觀察金屬的腐蝕 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。金屬原子失去電子被氧化的過程。MneMn+金屬的腐蝕1.定義2.本質(zhì)金屬的腐蝕 金屬其表面接觸的一些物質(zhì)（如O2、Cl2、SO2等）直接反應(yīng)而引起的腐蝕。3.分類（1）化學(xué)腐蝕（2）電化學(xué)腐蝕 不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時，發(fā)生原電池反比較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕主要影響因素：和金屬本性、接觸物質(zhì)的氧化性

4、及溫度有關(guān)。金屬的腐蝕化學(xué)腐蝕 鐵與氯氣直接反應(yīng)而腐蝕； 輸油、輸氣的鋼管被原油、天然氣中的含硫化合物腐蝕電化學(xué)腐蝕金屬的腐蝕鋼鐵制品在潮濕空氣中的銹蝕就是電化學(xué)腐蝕類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟 接觸不純金屬或合金跟 接觸現(xiàn)象 電流產(chǎn)生 電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被_ 較活潑金屬被_ 聯(lián)系 兩者往往同時發(fā)生， 腐蝕更普遍非金屬單質(zhì)直接電解質(zhì)溶液無有微弱氧化氧化電化學(xué)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕金屬的腐蝕鋼鐵在干燥的空氣里長時間不易被腐蝕,但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕,這是什么原因呢? 在潮濕的空氣里,鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等氣體，這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜,

5、它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成無數(shù)微小的原電池。想一想金屬的腐蝕電化學(xué)腐蝕的類型析氫腐蝕吸氧腐蝕負極（Fe）： Fe-2e- = Fe2+正極（C）： 2H+2e- = H2 析氫腐蝕金屬的腐蝕 在酸性環(huán)境中，由于在腐蝕過程中不斷有H2放出，所以叫做析氫腐蝕。 負極（Fe）： Fe-2e- = Fe2+正極（C）：2H2O+O2+4e- = 4OH- 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3 nH2O吸氧腐蝕金屬的腐蝕 鋼鐵表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧氣，此時就會發(fā)生吸氧腐蝕 總反應(yīng)：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2金屬的腐蝕類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條

6、件 電極反應(yīng)負極 正極 總反應(yīng)式 聯(lián)系更普遍水膜酸性較強(pH4.3)水膜酸性很弱或呈中性Fe2e=Fe2吸氧腐蝕2H2e=H2O22H2O4e=4OHFe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2析氫腐蝕與吸氧腐蝕金屬的腐蝕注：1、只有位于金屬活動性順序中氫前的金屬才可能發(fā)生析氫 腐蝕，氫后的金屬不能發(fā)生2、氫前和氫后的金屬都可發(fā)生吸氧腐蝕3、吸氧腐蝕是金屬腐蝕的主要形式，主要原因有兩個，第一：水膜一般不顯強酸性；第二：多數(shù)金屬都可發(fā)生在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下： 電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕防腐措施的腐蝕電解池的陽極原電池的負極化學(xué)腐蝕原電池的正

7、極電解池的負極金屬的腐蝕如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為 () AB C D 課堂練習(xí)C金屬的腐蝕金屬的防護1.改變金屬材料的組成2.在金屬表面覆蓋保護層3.電化學(xué)防護金屬的防護 金屬防護主要是從金屬、與金屬接觸的物質(zhì)及兩者反應(yīng)條件等方面考慮金屬的防護1.改變金屬材料的組成在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優(yōu)異的合金把鉻、鎳等加入普通鋼中制成不銹鋼產(chǎn)品； 鈦合金不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性，還具有良好的生物相容性 2.在金屬表面覆蓋保護層 在金屬表面覆蓋致密的保護層，將金屬制品與周圍物質(zhì)隔開。金屬的防護（1）非金屬保護層：在鋼鐵制品的表面噴涂油漆、礦物性油脂或覆蓋搪瓷

8、、塑料等；（2）金屬保護層：用電鍍等方法在鋼鐵表面鍍上一層鋅、錫、鉻、鎳等金屬；（3）發(fā)藍處理：用化學(xué)方法在鋼鐵部件表面進行發(fā)藍處理(生成一層致密的四氧化三鐵薄膜)；（4）鈍化處理：利用陽極氧化處理鋁制品的表面，使之形成致密的氧化膜而鈍化；等等。 另外，采用離子注入、表面滲鍍等方式在金屬表面也可以形成穩(wěn)定的鈍化膜。 3.電化學(xué)防護金屬的防護（1）原理原電池原理：正極：被保護金屬 負極：活潑金屬（2）具體方法： 犧牲陽極法通常是在被保護的鋼鐵設(shè)備上(如鍋爐的內(nèi)壁、船舶的外殼等)安裝若干鎂合金或鋅塊。鎂、鋅比鐵活潑，它們就成為原電池的負極，不斷遭受腐蝕(需要定期檢查、更換),而作為正極的鋼鐵設(shè)備就

9、被保護起來 犧牲陽極法金屬的防護金屬的防護指針偏轉(zhuǎn)逐漸溶解質(zhì)量不變，無氣泡產(chǎn)生，加入鐵氰化鉀溶液，無變化Zn-2e-=Zn2+O2+4e-+4H+=H2O結(jié)論：Fe、Zn和經(jīng)過酸化的NaCl溶液構(gòu)成原電池；該裝置中鐵未被腐蝕說明：Fe2+的檢驗：Fe2+與K3Fe(CN)6溶液(黃色)反應(yīng)生成KFeFe(CN)6沉淀(帶有特征藍色)。這是檢驗溶液中Fe2+的常用方法。金屬的防護實驗現(xiàn)象：培養(yǎng)皿（a）處，靠近鋅皮處顏色無變化，靠近裸露在外的鐵釘處出現(xiàn)紅色；培養(yǎng)皿（b）處，靠近銅絲處出現(xiàn)紅色，靠近裸露在外的鐵釘處出現(xiàn)藍色。原因解釋：培養(yǎng)皿(a)中，構(gòu)成原電池反應(yīng)，Zn作陽極(負極)鐵作陰極(正極)

10、,鋅被腐蝕，鐵被保護。培養(yǎng)皿(b)中，構(gòu)成原電池應(yīng)，鐵作陽極(負極),銅作陰極(正極),鐵被腐蝕，陽極上發(fā)生Fe-2e- =Fe2+, Fe2+與K3Fe(CN)6溶液反應(yīng)生成KFeFe(CN)6藍色沉淀。金屬的防護（1）原理：陰極：被保護金屬（2）具體方法：外加電流法是把被保護的鋼鐵設(shè)備作為陰極，用惰性電極作為輔助陽極，兩者均放在電解質(zhì)溶液(如海水)里，外接直流電源。通電后，調(diào)整外加電壓，強制電子流向被保護的鋼鐵設(shè)備，使鋼鐵表面腐蝕電流降至零或接近零。在這個系統(tǒng)中，鋼鐵設(shè)備被迫成為陰極而受到保護。外加電流法金屬的防護答：犧牲陽極法和外加電流法采用的輔助陽極，在電極上發(fā)生的反應(yīng)類型是相同的，都是發(fā)生氧化反應(yīng)。采用的輔助陽極在 化學(xué)性質(zhì)上要求是不同的，犧牲陽極法采用的輔助陽極金屬材料的活動性必須比被保護的金屬的活動性要強，外加電流法的輔助陽極只起導(dǎo)電作用，惰性電解和金屬均可作輔助陽極，但最好選用惰性電極。THANK YOUAsadal has been running on