第四節(jié)金屬腐蝕和防護

第四節(jié)金屬的電化學腐蝕和防護2021/6/251問題討論(1)判斷下列裝置是否為原電池？若是，指出電極名稱并寫出電極反應式。2021/6/252一、金屬的腐蝕問題討論(2)若將Fe棒C棒粉碎摻在一起制成一光亮的Fe－C合金棒，插在HCl里，則是否構成了原電池？2021/6/253(3)鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，若在潮濕的環(huán)境里或濃度較大的環(huán)境里長期放置，常易生銹變紅，原因是什么？2021/6/254失e-氧化反應金屬陽離子化學腐蝕析氫腐蝕2021/6/255吸氧腐蝕電化腐蝕（常見普遍）金屬原子2、金屬腐蝕的本質(zhì)：3、金屬腐蝕的類型1、金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生化學反應（氧化—還原）而腐蝕損耗的過程。金屬的化學腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。2021/6/256特點：反應簡單、金屬與氧化劑之間的氧化還原反應。電化學腐蝕：不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸，會發(fā)生原電池反應，比較活潑的金屬失電子被氧化的腐蝕。2021/6/2572021/6/258銅板上的鐵鉚釘為什么特別容易生銹？正極 正極負極酸性介質(zhì)正極（Cu）：負極（Fe）：Fe—2e—=Fe2+2H++2e—

=H2負極：

2Fe

-

4e-

=2Fe2+正極：

O2

+

2H2O

+

4e-=

4OH-總反應：2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)22021/6/259中性或酸性很弱或堿性條件下，易發(fā)生吸氧腐蝕。進一步反應：2021/6/25104Fe(OH)2

+O2

+2H2O

=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)

H2O紅色的鐵銹當鋼鐵處于酸性介質(zhì)中時，易發(fā)生析氫腐蝕；負極：

Fe

-

2e-

=

Fe2+正極：

2H++

2e-

=H2

↑總反應：

Fe+

2H+

=Fe2+

+

H2

↑析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學腐蝕。2021/6/2511析氫腐蝕2021/6/2512吸氧腐蝕通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍?；瘜W腐蝕與電化學腐蝕比較2021/6/2513化學腐蝕電化學腐蝕條件金屬跟非金屬等物質(zhì)直接接觸不純金屬或合金

跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍.交流與討論2021/6/2514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。因為海水中含有較多的氯化鈉等鹽類，導電能力比內(nèi)河的水更強，而在電解質(zhì)溶液中，電化學腐蝕更容易進行。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)。是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。交流與討論2021/6/25153.用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。是由于鐵與銅及空氣中的水蒸汽構成了原電池，鐵作原電池的負極，因此鐵易被腐蝕而生銹。

4.當化工廠排出的廢氣為酸性氣體時,工廠附近的鐵制品容易生銹。說明鐵制品在酸性條件下比在中性條件下更容易被腐蝕。二、金屬腐蝕的防護：2021/6/25161.改變金屬的內(nèi)部組織結構：如將

Cr、Ni等金屬加進鋼里制成合金鋼。2021/6/25172.金屬表面覆蓋保護層如油漆、油脂等，電鍍（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保護層。原理：隔絕金屬與外界空氣、電解質(zhì)溶液的接觸。衣架和電線的外面包上一層塑料層3.電化學保護法---原電池2021/6/2518原理形成原電池反應時，讓被保護金屬做正極，不反應，起到保護作用；而活潑金屬反應受到腐蝕。“犧牲負極的正極保護法”“犧牲陽極的陰極保護法”2021/6/2519021/6/25

20犧牲陽極的陰極保護法22021/6/25214.電化學保護法---電解池原理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。2021/6/25

22外加電源的陰極保護法：輔助陽極（不溶性）金屬腐蝕的快慢程度：電解池的陽極＞原電池的負極＞化學腐蝕＞原電池的正極＞電解池的陰極海水CFe+—2021/6/2523規(guī)律總結:2021/6/2524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.2021/6/2525 (5)

(2) (1)

(3)(4)

下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是

(2) (1)(3)

練習1、如圖,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，則溶液呈中性或堿性

性，發(fā)生吸氧腐蝕,電極反應式為：負極：Fe–2e-＝Fe2+

,正極：O2+2H2O+4e-＝4OH－（2）若液面下降，則溶液呈

酸性性，發(fā)生

析氫腐蝕，電極反應式為：負極：Fe–2e-＝Fe2+正極：2H++2e-＝H2↑。2021/6/2526分析右圖，按要求寫出有關反應方程式：鐵棒上的電極反應式為：碳棒上的電極反應式為：溶液中發(fā)生反應的化學方程式：2Fe–4e-＝2Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe+2H2O+O2=

2

Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32021/6/2527練習：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試管

分別標記為a、b中，按

圖裝好儀器。一段時間

后，打開止水夾，觀察、比較導管中水柱（在水

中滴加幾滴紅墨水）的變化和試管中的現(xiàn)象。2021/6/2528實驗現(xiàn)象：裝置a中的導管中水柱上升，裝置

b中的導管中水柱下降。思考：導管中的水柱變化說明什么問題？裝置a中的導管中水柱上升，說明大試管內(nèi)氣體壓強減小，a裝置中有氣體參加反應。裝置b中的導管中水柱下降，說明大試管內(nèi)氣體生成。思考：向鐵粉中加入炭粉的作用是什么？在a裝置中鐵、炭、氯化鈉溶液及b裝置中鐵、

炭、醋酸均構成原電池，能加快化學反應速率。2021/6/2529生銹

C．鐵制器件附有銅制配件，在接觸處易生鐵銹

D．銀質(zhì)獎章久置表面變暗2021/6/2530下列現(xiàn)象與電化學腐蝕無關的是（

D）

A．黃銅制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠B．生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）容易下列有關金屬腐蝕與防護的說法正確的是(A

C)A．純銀器表面在空氣中因化學腐蝕漸漸變暗

B．當鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護作用

C．在海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護法

D．可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護它不受腐蝕202