《4.3 第三節(jié) 金屬的腐蝕與防護》參考課件

第三節(jié)金屬的電化學腐蝕與防護1.知道金屬腐蝕的兩種類型（化學腐蝕和電化學腐蝕）。2.能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因,認識金屬腐蝕的危害。3.知道防護金屬腐蝕的方法。學習目標：

金屬的腐蝕對國民經(jīng)濟帶來的損失是驚人的，據(jù)一份統(tǒng)計報告，全世界每年由于腐蝕而報廢的金屬設(shè)備和材料，約相當于金屬年產(chǎn)量的1/3。1.什么是金屬腐蝕？一、金屬的腐蝕

指金屬或合金與周圍接觸到的______或________發(fā)和生_________反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。2.金屬腐蝕的本質(zhì)是什么?

是金屬本身失去電子變成_______的過程(發(fā)生______反應(yīng))。M-ne-=Mn+氣體液體氧化還原陽離子氧化3.金屬腐蝕的類型有哪些？

金屬跟接觸到的物質(zhì)（如SO2、Cl2、O2等）____發(fā)生化學反應(yīng)而引起的腐蝕。_____金屬跟____________接觸時，發(fā)生_______反應(yīng)，比較________的金屬失去電子發(fā)生氧化而被腐蝕。化學腐蝕：(次要)——根據(jù)與金屬接觸的介質(zhì)不同分:電化學腐蝕：不純電解質(zhì)溶液原電池活潑直接(主要)為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，而在潮濕的空氣中卻易生銹呢？鋼鐵潮濕空氣水膜CO2、SO2、H2S電解質(zhì)溶液（H+)鐵C

原電池電解質(zhì)溶液形成：鋼鐵在這過程發(fā)生了電化學腐蝕。根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性的不同電化學腐蝕可分為兩種。H++OH-H2OH2O+CO2H++HCO3-H2CO3正極C：負極Fe：電池反應(yīng)：(1)析氫腐蝕分析：水膜酸性較強，易發(fā)生析氫腐蝕。如酸雨嚴重的地方。Fe-2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑負極Fe：正極C：總反應(yīng)：分析：水膜呈中性或弱酸性(5.6<pH<7)或堿性，易發(fā)生吸氧腐蝕。如海水中。2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O(2)吸氧腐蝕2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3實驗4－3現(xiàn)象：(1)導(dǎo)管中水面_______,形成一段________。在中性條件下，鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，消耗具支試管中的氧氣，使具支試管內(nèi)氣壓減小，水被壓入導(dǎo)管形成水柱。上升水柱(2)加入CuSO4溶液的試管生成H2的速率______。加快被Zn置換出來的Cu與Zn、稀鹽酸構(gòu)成很多微小的原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)，使生成H2的速率加快?；瘜W腐蝕與電化腐蝕的比較化學腐蝕電化腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)聯(lián)系金屬跟氧化劑直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生金屬被氧化較活潑金屬被氧化兩者往往同時發(fā)生，電化學腐蝕更普遍，更快二、金屬防護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生能優(yōu)異的合金。如：①把鉻、鎳加入普通鋼中制成不銹鋼產(chǎn)品；②鈦合金不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性，不具有良好的生物相溶性。2.在金屬表面覆蓋保護層

在金屬表面覆蓋致密的保護層，將金屬物品與周圍物質(zhì)隔開是一種普遍采用的防護方法。如：①在鋼鐵制品的表面噴涂油漆、礦物性油脂或覆蓋搪瓷等；②用電鍍等方法在鋼鐵表面鍍上一層鋅、錫、鉻、鎳等金屬；③用化學方法在鋼鐵部件表面進行發(fā)藍處理（烤藍，生成一層致密的四氧化三鐵薄膜）；④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。⑤采用離子注入、表面滲透鍍等方式在金屬表面也可以形成穩(wěn)定的鈍化膜等。白鐵皮：鋅比鐵活潑，破損時與水膜構(gòu)成原電池時，鋅作負極失電子被氧化而腐蝕，鐵作正被保護。馬口鐵：鐵比錫活潑，破損時與水膜構(gòu)成原電池時，鐵作負極失電子被氧化而易腐蝕。

金屬發(fā)生電化學腐蝕時，總是作為原電池的___極（___極）的金屬被腐蝕，作為___極（___極）的金屬不被腐蝕。因此，可以將要保護的金屬作__極（___極），則該金屬就不會被腐蝕。1.犧牲陽極(負極)法在鋼鐵設(shè)備上裝上(或連接)若干___合金或___塊,它們比鐵活潑作___極(____極),不斷被腐蝕,作___極(___極)的鋼鐵被保護.原電池原理犧牲陽極保護法示意圖嵌有鋅塊的船體連接有鎂塊的地下鋼管氧化反應(yīng)3.電化學保護負陽正陰正陰鎂鋅陽負陰正實驗4－4實驗裝置電流表陽極陽極現(xiàn)象有關(guān)反應(yīng)(1)現(xiàn)象：偏轉(zhuǎn)溶解無明顯現(xiàn)象驗證犧牲陽極法實驗(1)Zn-2e-=Zn2+O2+2H2O+4e-=4OH-

鋅片、鐵片酸化的氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，鋅為陽極（負極）失電子，被腐蝕，鐵為陰極（正極）被保護。結(jié)論：Fe2+的檢驗：Fe2++K3[Fe(CN)6]=KFe

[Fe(CN)6]↓+2K+藍色沉淀黃色溶液驗證犧牲陽極法實驗(2)(2)現(xiàn)象：纏有鋅片的鐵釘周周圍只出現(xiàn)紅色，纏有銅片的鐵釘銅片周圍出現(xiàn)紅色，同時鐵釘周圍出現(xiàn)藍色沉淀。Zn-2e-=Zn2+O2+2H2O+4e-=4OH-鋅片(陽極)：鐵釘(陰極)：銅片(陰極)：鐵釘(陽極)：Fe-2e-=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-結(jié)論：不同金屬構(gòu)成原電池發(fā)生電化學腐蝕時，較活潑金屬的被腐蝕，相對不活潑的金屬被保護。鋅被腐蝕，鐵被保護鐵被腐蝕，銅被保護(2)外加電流法將要保護的鋼鐵設(shè)備作為___極，用惰性電極作為輔助___極，兩者均存在于______溶液里，接外加_____電源。通電后，____被強制流向被保護的鋼鐵設(shè)備，使鋼鐵表面腐蝕_____降至零或接近于零，鋼鐵設(shè)備被迫成為陰而受到保護。電解原理外加電流法示意圖陰陽電解質(zhì)直流電子電流犧牲陽極法：外加電流法：輔助陽極比被保護金屬活潑（本身不斷被腐蝕）惰性材料（只起導(dǎo)電作用，本身不被腐蝕）不相同一般而言，外加電流法比犧牲陽極法保護效果更好。金屬的電化學腐蝕與防護金屬的腐蝕概念本質(zhì)類型吸氧腐蝕析氫腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕金屬的電化學防護犧牲陽極(負極)的陰極(正極)保護法原電池原理外加電流的陰極保護法電解原理小結(jié)：

1.下列試管中盛放的都是飽和食鹽水。討論下圖幾種情況，鐵的腐蝕由快到慢的順序是：______________(4)(3)(1)(2)(5)學習評價:吸氧腐蝕犧牲陽極(Zn)保護陰極(Fe)犧牲陽極(Fe)保護陰極(Cu)外加電流，腐蝕陽極(Fe)保護陰極(Cu)外加電流，腐蝕陽極(Cu)保護陰極(Fe)原電池原理原電池原理原電池原理電解原理電解原理2.下列關(guān)于金屬腐蝕的敘述正確的是()A.金屬被腐蝕的本質(zhì)是B.馬口鐵（鍍錫鐵）鍍層破損后，首先是鍍層被氧化C.金屬在一般情況下發(fā)生的電化學腐蝕主要是吸氧腐蝕D.常溫下，置于空氣中的金屬主要發(fā)生化學腐蝕C3.下列金屬防腐的措施中，屬于犧牲陽極法的是()A.水中的鋼閘門連接電源的負極 B.金屬護欄表面涂漆C.汽車底盤噴涂高分子膜 D.地下鋼管連接鋅板DA.圖1中，鐵釘易被腐蝕B.圖2中，滴加少量溶液，沒有藍色沉淀出現(xiàn)C.圖3中，燃氣灶的中心部位容易生銹，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學腐蝕D.圖4中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當于原電池的正極4.下列敘述正確的是()C5.圖Ⅰ的目的是精煉銅，圖Ⅱ的目的是保護鋼閘門。下列說法正確的是()CA.圖Ⅰ中b為純銅，電解過程中質(zhì)量減輕，發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=CuB.圖Ⅰ中SO42－向a極移動，但不放電C.圖Ⅱ中如果a、b間用導(dǎo)線連接時，鋼閘門作正極D.圖Ⅱ中如果a、b間連接直流電源利用外加電流法保護鋼閘門時，則X必須用鋅6.港珠澳大橋的設(shè)計使用壽命高達120年，主要的防腐方法有：①鋼梁上安裝鋁片；②使用高性能富鋅(富含鋅粉)底漆；③使用高附著性防腐涂料；④預(yù)留鋼鐵腐蝕量。下列分析不合理的是(

)A．防腐涂料可以防水、隔離O2，降低吸氧腐蝕速率B．防腐過程中鋁和鋅均作為犧牲陽極，失去電子C．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時的負極反應(yīng)式為Fe－3e－===Fe3＋D．方法①②③只能減緩鋼鐵腐蝕，未能完全消除C7.對金屬制品進行抗腐蝕處理可延長其使用壽命。（1）以下為鋁材表面處理的一種方法：以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)式為_____________________________。取少量廢電解液，加入NaOH溶液直至過量，先生成白色沉淀，后沉淀又溶解，則說明廢電解液中含的離子是______。（2）鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時用銅而不用石墨作陽極的原因是__________________________________