電化學(xué)腐蝕和防護(hù)

金屬的電化腐蝕和防護(hù)我國(guó)作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國(guó)家〔2005年全國(guó)生產(chǎn)鋼材37117.02萬(wàn)噸〕，每年被腐蝕的鐵占到我國(guó)鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因?yàn)榻饘俑g而造成的損失占到國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的2%~4%；約合人民幣：3000億元。根據(jù)各國(guó)調(diào)查結(jié)果，一般說(shuō)來(lái)，金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失大致為該國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值的4%左右。另?yè)?jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)，金屬腐蝕的年損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)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。閱讀：金屬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(wú)法估量。腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也經(jīng)常對(duì)平安構(gòu)成威脅。國(guó)內(nèi)外都曾發(fā)生過(guò)許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機(jī)因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲(chǔ)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(huì)危及工作人員和附近居民的生命平安。金屬的腐蝕與防護(hù)1．金屬的腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕定義特點(diǎn)本質(zhì)聯(lián)系金屬與接觸到的物質(zhì)(如O2、Cl2、H2SO4等)直接發(fā)生化學(xué)反響不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生M―ne－===Mn＋金屬失電子變成金屬陽(yáng)離子而被氧化兩種腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，危害更嚴(yán)重[P23活動(dòng)與探究]1、向復(fù)原鐵粉中參加炭粉的作用是什么？2、兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象有何差異？產(chǎn)生差異的可能原因是什么？a導(dǎo)管中液面上升吸氧腐蝕b導(dǎo)管中液面下降析氫腐蝕類型析氫腐蝕吸氧腐蝕形成條件電極反應(yīng)負(fù)極正極總反應(yīng)式其他反應(yīng)普遍性析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較水膜酸性較強(qiáng)〔PH<4.3〕水膜酸性很弱或中性Fe―2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑2H2O＋O2＋4e－===4OH－Fe+2H＋==Fe2＋+H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)24Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3Fe(OH)3失去局部結(jié)晶水生成鐵銹〔Fe2O3·xH2O〕吸氧腐蝕比析氫腐蝕更普遍1.相對(duì)于在內(nèi)河行駛的輪船來(lái)說(shuō)，海輪更容易被腐蝕。因?yàn)楹Ｋ泻休^多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強(qiáng)，在電解質(zhì)溶液中，電化學(xué)腐蝕更容易進(jìn)行。2.1910年遺留在南極的食品罐頭盒，其外表至今很少有鐵銹出現(xiàn)。在較低溫度下，腐蝕更難進(jìn)行。3.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(gòu)成了原電池，鐵作原電池的負(fù)極，因此鐵易被腐蝕而生銹。4.當(dāng)化工廠排出的廢氣為酸性氣體時(shí)，工廠附近的鐵制品容易生銹。說(shuō)明鐵制品在酸性條件下比在中性條件下更容易被腐蝕。2.金屬腐蝕快慢的判斷方法(1)電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防護(hù)措施的腐蝕(2)同一金屬在不同電解質(zhì)溶液中的腐蝕速率強(qiáng)電解質(zhì)＞弱電解質(zhì)＞非電解質(zhì)(3)原電池原理引起的腐蝕速率兩電極金屬活動(dòng)性相差越大，越易腐蝕(4)對(duì)于同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快(1)改變金屬的成分〔制成合金、不銹鋼〕(2)在金屬外表覆蓋保護(hù)層(如電鍍、油漆等)(3)電化學(xué)保護(hù)法3．金屬的防護(hù)②外加電源的陰極保護(hù)法〔電解裝置〕①犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法〔原電池裝置〕正極→被保護(hù)的金屬負(fù)極→比正極活潑的金屬陰極→被保護(hù)的金屬〔與電源負(fù)極相連〕陽(yáng)極→惰性電極〔與電源正極相連〕1、以下有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)B．鐵遇冷濃硝酸表現(xiàn)鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕C．鋼管與銅管露天堆放在一起時(shí)，鋼管不易被腐蝕D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反響是Fe－3e－===Fe3＋B2、以下各種方法中，能對(duì)金屬起到阻止或減緩腐蝕作用的措施是()①金屬外表涂抹油漆②改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)③保持金屬外表清潔枯燥④在金屬外表進(jìn)行電鍍⑤使金屬外表形成致密的氧化物薄膜A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤ D．全部D3、如下圖，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序?yàn)棰?gt;④>②>①>③>⑥4、為了探究金屬腐蝕的條件和快慢，某課外學(xué)習(xí)小組用不同的細(xì)金屬絲將三根大小相同的普通鐵釘分別固定在如下圖的三個(gè)裝置內(nèi)，并將這些裝置在相同的環(huán)境中放置相同一段時(shí)間，以下對(duì)實(shí)現(xiàn)結(jié)果的描述不正確的選項(xiàng)是()AA．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置①比裝置②左側(cè)的液面低B．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置②左側(cè)的液面會(huì)下降C．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，鐵釘b腐蝕最嚴(yán)重D．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，鐵釘c幾乎沒(méi)有腐蝕5、利用以下圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)?！?〕假設(shè)X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開(kāi)關(guān)K應(yīng)置于________處。〔2〕假設(shè)X為鋅，開(kāi)關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為。N犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法6、2000年5月，保利集團(tuán)在香港拍賣會(huì)上花費(fèi)3000多萬(wàn)港幣購(gòu)回在火燒圓明園時(shí)流失的國(guó)寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]這三件1760年銅鑄的國(guó)寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，以下對(duì)起原因的分析，最可能的是〔〕A、它們的外表都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金B(yǎng)、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們外表的銅綠被酸雨溶解洗去C、銅的金屬活動(dòng)性比氫小，因此不宜被氧化D、它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金D7、相同材質(zhì)的鐵在圖中四種情況下最不易被腐蝕的是()C8、以下有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A.純銀器外表在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B.當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用C.在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)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(hù)它不受腐蝕AC9、〔2023·上海高考〕如圖裝置中,U形管內(nèi)為紅墨水,a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液,各參加生鐵塊,放置一段時(shí)間。以下有關(guān)描述錯(cuò)誤的選項(xiàng)是〔〕A.生鐵塊中的碳是原電池的正極B.紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤.兩試管中相同的電極反響式是:Fe-2e-====Fe2+D.