金屬腐蝕與防護 上課

電鍍

電解原理的應(yīng)用鍍層金屬待鍍金屬含鍍層金屬陽離子的溶液電鍍、電解精煉銅應(yīng)用三

CuCu

CuSO4溶液（H2SO4）電解精煉銅粗銅純銅2023/2/51銅的電解精煉純銅粗銅2023/2/52金屬的腐蝕越王勾踐劍2023/2/53鐵生銹鐵銹的主要成分：Fe2O3·XH2O2023/2/54銅生銹銅綠的的主要成分：Cu2(OH)2CO32023/2/55金屬制品的腐蝕全世界每年因為金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟損失約達7000億美元，是地震、水災(zāi)、臺風等自然災(zāi)害造成損失總和的6倍。我國因金屬腐蝕造成的損失占國民生產(chǎn)總值的4%，鋼鐵因腐蝕而報廢的數(shù)量約占鋼鐵當年產(chǎn)量的25%-30%。資料2023/2/56面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實，大家有沒有想過，鋼鐵可能是怎樣被腐蝕的？創(chuàng)設(shè)問題情境1金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子→金屬陽離子

M–ne-→Mn+（氧化反應(yīng)）2023/2/57鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，而在潮濕的環(huán)境里或濕度較大的環(huán)境里長期放置，常易生銹變紅，原因是什么？創(chuàng)設(shè)問題情境22023/2/581、什么是金屬腐蝕，它的實質(zhì)是什么？思考金屬腐蝕是指金屬或合金跟與周圍環(huán)境中的物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)而腐蝕損耗的現(xiàn)象。

金屬腐蝕的實質(zhì)：金屬原子失電子變成金屬陽離子的過程。2023/2/591.有形狀大小相同的的兩組鋅粒。一組為含有不活潑金屬雜質(zhì)的粗鋅粒，另一組為純度大于99%的純鋅粒，向試管A中加入含不活潑金屬雜質(zhì)的粗鋅粒，向試管B中加入純度大于99%的純鋅粒，再向試管A、B中加入等濃度的稀硫酸，觀察比較兩者的反應(yīng)現(xiàn)象.實驗探究若在試管A中滴加硫酸銅將有何現(xiàn)象發(fā)生？思考2023/2/510金屬腐蝕的實質(zhì)金屬的腐蝕種類原理區(qū)別聯(lián)系金屬的化學腐蝕與電化學腐蝕比較

金屬原子失去電子被氧化而消耗的過程：

M-ne-=Mn+

化學腐蝕電化學腐蝕金屬和其它物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕不純金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)，使較活潑的金屬失電子被氧化而引起的腐蝕直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生原電池反應(yīng)腐蝕過程無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生金屬直接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，危害更大歸納小結(jié)金屬腐蝕相對較慢金屬腐蝕相對較快2023/2/511向鐵粉中加入少量的炭粉，混合均勻后，撒入內(nèi)壁分別用氯化鈉和稀醋酸潤濕過的兩支具支試管分別標記為A、B中，按圖1-28裝置好儀器。幾分鐘后，打開止水夾，觀察、比較導(dǎo)管中水柱（在水中滴加幾滴紅墨水）的變化和試管中的現(xiàn)象?；顒优c探究BA裝置A中的導(dǎo)管中水柱上升，說明裝置A中有氣體參加反應(yīng)。O2實驗現(xiàn)象負極：2Fe-4e-=2Fe2+正極：O2+2H2O+4e-=4OH-電池反應(yīng)：2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)2結(jié)論：弱酸、中性或堿性條件下，易發(fā)生吸氧腐蝕。FeCNaClAO22023/2/513A裝置中:正極：2H++2e-=H2

↑負極：Fe-2e-=Fe2+電池反應(yīng)：Fe+2H+=Fe2++H2↑結(jié)論：當鋼鐵處于酸性氣氛中時，易發(fā)生析氫腐蝕；說明裝置B中有氣體生成。H2裝置B中的導(dǎo)管中水柱下降。實驗現(xiàn)象2023/2/514析氫腐蝕吸氧腐蝕條件電極反應(yīng)負極Fe(-)正極C(+)總反應(yīng)聯(lián)系水膜呈強酸性水膜呈中性、弱酸性或堿性Fe-2e-=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2H++2e－=H2↑2H++Fe=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe2O3·nH2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金屬的腐蝕以電化學腐蝕為主；電化學腐蝕又以吸氧腐蝕為主(pH≥5.6時)；若pH<5.6時則為析氫腐蝕為主。鋼鐵的電化學腐蝕2023/2/5151、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）若試管中液面上升，則溶液呈性，發(fā)生

腐蝕,電極反應(yīng)式為：負極：正極：若試管液面下降，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：負極：正極：（2）中性、弱酸性或堿性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑鞏固練習2023/2/516烤藍涂機油烤漆涂機油鍍鋅鍍鉻[交流研討]請大家根據(jù)鐵生銹的原理，思考應(yīng)采取什么措施防止鐵生銹？2023/2/517健身器材刷油漆電線外面包塑料餐具做成不銹鋼轉(zhuǎn)動部位涂油脂請大家根據(jù)鐵生銹的原理，思考應(yīng)采取什么措施防止鐵生銹？2023/2/5181、金屬防護的幾種重要方法金屬作為原電池的正極（犧牲陽極的陰極保護法）金屬作為電解池的陰極（外加電流的陰極保護法）如制成合金不銹鋼。2.覆蓋保護層如涂油、涂漆、覆蓋塑料如烤藍、電鍍Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保護層……3.電化學保護法：1.改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)用犧牲鎂塊的方法防地下鋼鐵管道的腐蝕鎂塊必須要定期更換犧牲陽極的陰極保護法用犧牲鋅塊的方法保護船身，鋅塊須定期更換實例2023/2/520

犧牲陽極的陰極保護法形成原電池時，讓被保護金屬作正極(陰極)，不反應(yīng)受到保護；而活潑金屬作負極(陽極)，反應(yīng)受到腐蝕。原理2023/2/521外加電流的陰極保護法將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護。原理說過程2023/2/522小結(jié)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＞化學腐蝕＞有防腐措施的腐蝕

防腐措施由好到壞的順序如下：外接電源的陰極保護法＞犧牲陽極的陰極保護法＞有一般防腐條件保護＞無防腐條件2023/2/523例：下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)(2)(1)(3)(4)鞏固練習2023/2/524

鐵生銹除了必須有空氣及水的參與外，還受其他一些因素的影響。請解釋下列有關(guān)鐵生銹現(xiàn)象的原因。1.相對于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。2.1910年遺留在南極的食品罐頭盒，其表面至今很少有鐵銹出現(xiàn)。3.用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。4.當化工廠派出的廢氣為酸性氣體時,工廠附近的鐵制品容易生銹。海輪更容易被腐蝕，是因為海水中含有較多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強，而在電解質(zhì)溶液中，電化學腐蝕更易進行。由于南極的溫度常年在0℃以下，說明在較高溫度下，腐蝕更易進行。是由于鐵與銅及空氣中的水蒸氣構(gòu)成了原電池，鐵作電池的負極，因此更容易腐蝕而生銹。因為鐵制品在酸性條件下比在中性條件下更易被腐蝕。2023/2/525作業(yè)：1、電解下列溶液（以惰性電極為兩極）

AgNO3溶液、CuSO4溶液、NaOH溶液、NaCl溶液、鹽酸，電解過程中陽陰兩極電極反應(yīng)，總反應(yīng)，電解一段時間溶液PH變化，若想恢復(fù)原先濃度，應(yīng)加入哪些物質(zhì)。2、粗的電解精煉（圖，標兩極名稱，兩極電極反應(yīng)）3、若想給鐵片鍍上一層銀，怎么辦？（畫裝置圖，標兩極，兩極電極反應(yīng)）2023/2/526例：鋼鐵在銹蝕過程中，下列5種變化可能發(fā)生的是（）①Fe由+2價轉(zhuǎn)化為+3價，②O2被還原，③產(chǎn)生H2，④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·H2O，⑤雜質(zhì)碳被氧化除去

A．①②B．③④

C．①②③④D．①②③④⑤C鞏固練習2023/2/527探究與實踐

下圖是一個簡易家庭用次氯酸鈉消毒液發(fā)生器，請根據(jù)電解飽和食鹽水的反應(yīng)原理，畫出外加電源與導(dǎo)線(標出電源的正、負極)，簡單分析發(fā)生器的工作原理

—+ab陽陰陽極：2Cl—-2e—=Cl2↑陰極：2H++2e—=H2↑總反應(yīng)：2Cl—

+2H2O

Cl2↑+H2↑+2OH—

Cl2+2OH—=Cl—

+ClO—+H2ONaOHCl22023/2/528第三單元金屬的電化學腐蝕與防護一、金屬的電化學腐蝕化學腐蝕——直接反應(yīng)

1.金屬的腐蝕電化學腐蝕——原電池反應(yīng)

析氫腐蝕——酸性環(huán)境中

2.鋼鐵的電化學腐蝕吸氧腐蝕——中性或弱酸性、堿性條件下二、金屬的電化學防護

1.犧牲陽極的陰極保護法

2.外加電流的陰極保護法2023/2/529該劍1965年冬出土于湖北江陵望山一號楚墓內(nèi)棺中，位于墓主人的左側(cè)，出土時插在髹漆的木質(zhì)劍鞘內(nèi)。這