金屬的腐蝕與防護

關(guān)于金屬的腐蝕與防護金屬腐蝕的現(xiàn)象銹蝕的大橋銹蝕的閘門銹蝕的輪船銹蝕的樓梯第2頁,共45頁，2024年2月25日，星期天金屬的腐蝕現(xiàn)象非常普遍：

1、鋼鐵生銹：鐵銹的主要成分：金屬腐蝕的不利后果有哪些？Fe2O3·XH2OCu2(OH)2CO3

2、銅器表面生成銅綠：銅綠的主要成分：第3頁,共45頁，2024年2月25日，星期天一、金屬腐蝕金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。金屬腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕一、金屬的腐蝕（1）定義：（2）本質(zhì)：金屬失去電子被氧化。1、接觸的介質(zhì)不同，2、發(fā)生腐蝕的化學原理不同第4頁,共45頁，2024年2月25日，星期天

金屬跟接觸到的物質(zhì)（如O2、CI2、SO2等）直接發(fā)生化學反應(yīng)而引起的腐蝕。1、化學腐蝕一、金屬的腐蝕（2）原理：（1）定義：（3）影響因素：金屬跟氧化劑直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)。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。第5頁,共45頁，2024年2月25日，星期天家用燃氣灶放在南極已差不多90年食品罐頭

一般情況下，溫度的升高會加快化學反應(yīng)速率。因此，溫度對化學腐蝕的影響較明顯。第6頁,共45頁，2024年2月25日，星期天

在新疆吐魯番和海南省兩地，哪個地區(qū)鐵生銹相對慢一些？為什么？

新疆吐魯番，因為該地區(qū)相對干燥，水分稀少，而海南地區(qū)潮濕多雨，溫度高，易發(fā)生電化學腐蝕。第7頁,共45頁，2024年2月25日，星期天2、電化學腐蝕

不純的金屬（或合金）跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學腐蝕。第8頁,共45頁，2024年2月25日，星期天一、原電池：把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置二、原電池原理原電池負極（較活潑金屬）正極（較不活潑金屬或非金屬導體）三、判斷原電池正、負極的方法

較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負極）通過導線流向較不活潑的金屬（正極）1、由組成原電池的兩極材料判斷；2、根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷；3、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷；4、電極反應(yīng)現(xiàn)象．復習回憶第9頁,共45頁，2024年2月25日，星期天四、構(gòu)成原電池的條件:1、自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)2、有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬導體如碳棒）做電極。（一般負極與電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)）3、兩極材料均插入電解質(zhì)溶液中。4、兩極相連形成閉合回路。第10頁,共45頁，2024年2月25日，星期天科學探究

現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘，試管、植物油、NaCl溶液、CH3COOH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)計實驗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。不同條件下鐵釘?shù)母g第11頁,共45頁，2024年2月25日，星期天實驗方案CH3COOH溶液煮沸后迅速冷卻的蒸餾水NaCl溶液煮沸后迅速冷卻的蒸餾水植物油記錄結(jié)論有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)速率快相當長時間鐵釘未被腐蝕鐵釘被腐蝕最快由于無O2，較長時間鐵釘未被腐蝕鐵釘漸漸生銹鐵釘被腐蝕無現(xiàn)象由于無O2，鐵釘未被腐蝕無現(xiàn)象由于無O2、H2O鐵釘不能被腐蝕植物油第12頁,共45頁，2024年2月25日，星期天總結(jié)：鐵釘遇到強酸或有O2、H2O存在的情況下，鐵均可被腐蝕，遇到電解質(zhì)時，一般腐蝕速率更快。第13頁,共45頁，2024年2月25日，星期天不會，因為月球上缺少水分和氧氣。

請你預測一下，鐵在月球上會不會生銹？為什么？第14頁,共45頁，2024年2月25日，星期天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。水能電離出少量的H+和OH-,同時由于空氣中CO2的溶解,使水里的H+

增多：

H2O+CO2H2CO3H+

+HCO3

-這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成無數(shù)微小的原電池。第15頁,共45頁，2024年2月25日，星期天其中鐵作負極,碳作正極。OH-Fe2+FeCH2Fe2+O2FeCe-e-e-e-e-e-第16頁,共45頁，2024年2月25日，星期天

在負極，鐵失去電子而被氧化成Fe2+：

Fe–2e-=Fe2+

在正極，有兩種情況：

吸氧腐蝕：

2H2O+O2+4e-=4OH–

析氫腐蝕：

2H++2e-=H2↑第17頁,共45頁，2024年2月25日，星期天吸氧腐蝕與析氫腐蝕（以鋼鐵為例）類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件正極反應(yīng)(C)負極反應(yīng)(Fe)其他反應(yīng)水膜呈弱酸性或中性O(shè)2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+水膜呈酸性2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+

O2=4Fe(OH)34Fe(OH)3失去部分水轉(zhuǎn)化為鐵銹第18頁,共45頁，2024年2月25日，星期天

化學腐蝕和電化學腐蝕都是鐵等金屬原子失去電子變成陽離子的過程。也就是說,金屬在腐蝕過程中,發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。金屬腐蝕的本質(zhì)第19頁,共45頁，2024年2月25日，星期天

燒過菜的鐵鍋如果未及時洗凈（殘液中含NaCl），第二天便出現(xiàn)紅棕色銹斑（主要成分為Fe2O3?nH2O）。請問這種腐蝕是化學腐蝕還是電化學腐蝕?為什么?解析：屬于電化學腐蝕。因為鐵鍋是由生鐵做成的,鐵鍋生銹是因為Fe-C-NaCl形成原電池。鐵作負極，失去電子變成亞鐵離子，從而被腐蝕。第20頁,共45頁，2024年2月25日，星期天思考與交流

討論自行車的不同構(gòu)件如鏈條、鋼圈、支架和齒輪等分別采取了什么防銹措施？給鏈條涂上機油,將鋼圈表面鍍上一層鉻,給支架烤上一層漆,將齒輪鍍上一層鉻并涂上機油。第21頁,共45頁，2024年2月25日，星期天影響金屬腐蝕的因素：1、金屬的本性：金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕。2、介質(zhì)：如果金屬中能導電的雜質(zhì)不如該金屬活潑，則容易形成原電池而使金屬發(fā)生電化學腐蝕。第22頁,共45頁，2024年2月25日，星期天思考與交流

請根據(jù)生活常識以及下圖總結(jié)金屬防護常用的方法，并解釋這些方法為什么可以達到防止金屬腐蝕的目的。第23頁,共45頁，2024年2月25日，星期天健身器材刷油漆以防銹第24頁,共45頁，2024年2月25日，星期天衣架和電線的外面包上一層塑料層第25頁,共45頁，2024年2月25日，星期天某些工具的“機械轉(zhuǎn)動部位”選用油脂來防銹，為什么不能用油漆第26頁,共45頁，2024年2月25日，星期天自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的Cr第27頁,共45頁，2024年2月25日，星期天你還知道哪些防止金屬腐蝕的方法？請舉例說明。用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換

制成不銹鋼，在金屬表面鍍一層比要保護的金屬更活潑的金屬。用犧牲鋅塊的方法來保護船身，鋅塊必須定期更換鋅塊第28頁,共45頁，2024年2月25日，星期天金屬的防護方法1、在金屬表面覆蓋保護層2、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)3、在要保護的金屬上連接一種比該金屬更易失去電子的金屬刷油漆、涂機油、加塑料層……不銹鋼、馬口鐵、白口鐵……犧牲陽極的陰極保護法……第29頁,共45頁，2024年2月25日，星期天

答案第30頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第31頁,共45頁，2024年2月25日，星期天課堂練習1、鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式是（）A、Fe–2e-=Fe2+B、2H++

2e-=H2↑C、4OH--4e-=2H2O+O2↑D、2H2O+O2+4e-=4OH-

D第32頁,共45頁，2024年2月25日，星期天2、如圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是（）A、②>①>③B、③>②>①C、②>③>①FeFeFeSnZnA第33頁,共45頁，2024年2月25日，星期天3、下列事實不能用電化學理論解釋的是(）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C、純鋅與稀硫酸反應(yīng)時，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第34頁,共45頁，2024年2月25日，星期天4、有a、b、c、d四種金屬。將a與b連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，b不易腐蝕。將a、d分別投入等濃度的鹽酸中，d比a反應(yīng)強烈。將銅浸入b的鹽溶液里，無明顯變化。如果把銅浸入c的鹽溶液里，有金屬c析出。據(jù)此判斷它們的活動性順序由強到弱的為：()A．a(chǎn)>c>d>bB．d>a>b>cC．d>b>a>cD．b>a>d>cB第35頁,共45頁，2024年2月25日，星期天5、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.家用炒菜鐵鍋出現(xiàn)銹斑的原因是發(fā)生了化學腐蝕D.吸氧腐蝕時正極放出氧氣，析氫腐蝕時正極放出氫氣E.化學腐蝕速率超過電化學腐蝕速率，析氫腐蝕比吸氧腐蝕普遍A第36頁,共45頁，2024年2月25日，星期天6、以下現(xiàn)象與電化學腐蝕無關(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.銀制獎牌久置后表面變暗7、下列事實不能用電化學理論解釋的是（）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，滴入少量的硫酸銅后速率加快D.鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用DB第37頁,共45頁，2024年2月25日，星期天8、下列防腐措施中，屬于電化學保護法的是（）A.用氧化劑使金屬表面生成一層致密穩(wěn)定的氧化物保護膜B.在金屬中加入一些鉻或鎳制成合金C.在輪船的船殼水線以下部分裝上一些鋅D.金屬表面噴漆9、下列事實不能用電化學理論解釋的是（）A.在輪船的船殼水線以下部分裝有一定量的鋅塊B.鍍鋅的鐵制品比鍍錫的鐵制品耐用C.鋁片不用特殊方法保護D.粗鋅跟稀硫酸反應(yīng)比純鋅更快CC第38頁,共45頁，2024年2月25日，星期天10、埋在地下的鑄鐵輸油管道，在下列各種情況下，腐蝕最慢的是（）A.在含鐵元素較多的酸性土壤中B.在潮濕疏松透氣的土壤中C.在干燥致密不透氣的土壤中D.在含碳粒較多的潮濕透氣的中性土壤中11、(2007廣東)為了避免青銅器生成銅綠，以下方法正確的是（）A.將青銅器放在銀質(zhì)托盤上B.將青銅器保存在干燥的環(huán)境中C.將青銅器保存在潮濕的空氣中D.在青銅器的表面覆蓋一層防滲的高分子膜CBD第39頁,共45頁，2024年2月25日，星期天12、下列金屬防護的方法不正確的是（）A.對健身器材刷油漆以防銹B.對某些工具的“機械轉(zhuǎn)動部位”選用刷油漆方法來防銹C.用犧牲鋅塊的方法來保護船身D.自行車的鋼圈上鍍上一層Cr防銹B第40頁,共45頁，2024年2月25日，星期天13、下列各組金屬均有導線相連，并插入對應(yīng)的液體中，其中能組成原電池的是（）A.Cu|H2SO4（?。﹟CB.Cu|AgNO3（aq）|AgC.Zn|CCl4（?。﹟Cu