1、第四节金属的电化学腐蚀与防护,教学目标,了解金属腐蚀的危害 了解金属发生电化学腐蚀的原因 了解防止金属腐蚀的措施 增强学生探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。,被腐蚀的金属,因为金属腐蚀而使桥梁坍塌,我国每年因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值(GNP)的2% 4%，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25%-30%。全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。,资料,金属被腐蚀的危害,思考与归纳：,（1）外形、色泽、机械性能发生变化；,（2）影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至报废；,（3）桥梁、建筑物强度降低而
2、坍塌；,（4）地下金属管道泄漏；,（5）轮船船体损坏；,（6）金属腐蚀还可能造成环境污染。,损耗金属 损坏机械设备 造成经济损失 造成严重事故,（1）外形、色泽、机械性能发生变化；,（2）影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至报废；,（3）桥梁、建筑物强度降低而坍塌；,（1）外形、色泽、机械性能发生变化；,（2）影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至报废；,（4）地下金属管道泄漏；,（3）桥梁、建筑物强度降低而坍塌；,（1）外形、色泽、机械性能发生变化；,（2）影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至报废；,（5）轮船船体损坏；,（4）地下金属管道泄漏；,（3）桥梁、建筑物强度降低而坍塌；,（1）外形
3、、色泽、机械性能发生变化；,（2）影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至报废；,思考与讨论,面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有何想法？ 大家有没有想过，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？,一.金属的电化学腐蚀,阅读课本84-85页，回答以下问题：,1.什么是金属腐蚀？其本质是什么？,2.金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，两者有何不同？,金属的腐蚀,金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。,其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。,M - ne- Mn+,化学腐蚀,金属跟接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）或非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。,电
4、化学腐蚀,不纯的金属或合金与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化而消耗的过程叫做金属的电化学腐蚀。,铁钉腐蚀的条件？,回顾初中的铁钉生锈实验,钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢?,在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水膜中溶解有来自大气中的CO2、SO2、H2S等气体 使水膜中含有一定量的H + H2O + CO2 H2CO3 H + + HCO3 - H2O H + +OH- 这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。,钢铁的析氢腐蚀示意图,钢铁的吸氧腐蚀示意图,负
5、极（Fe）： Fe2e = Fe2+ 正极（C）：水膜酸性较强 2H+2e = H2,水膜酸性很弱或呈中性2H2O+O2+4e = 4OH,电解质溶液,钢铁,其中铁作负极,碳作正极,钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较,水膜呈酸性,水膜酸性很弱或呈中性,2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,Fe2O3 nH2O,通常两种腐蚀同时存在，但以吸氧腐蚀为主。,烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含 NaCl），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分为Fe 2 O 3nH2O）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么?,解析：属于电化学腐蚀。因为铁锅是
6、由生铁做成的,铁锅生锈是因为Fe-C-NaCl形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。完成教材87页习题2,思考：见教材85页实验4-3,将用酸洗除锈的铁钉，在饱和食盐水浸泡后 放在如图所示的装置中，几分钟后观察导管中水柱的变化,实验现象：,几分钟后,装置中的导管中水柱上升,结论：说明装置中有气体参加反应。,思考：该气体是什么呢？ 几天之后发现铁钉表面生锈，发生的是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀？,化学腐蚀和电化学腐蚀的比较,化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生， 但电化学腐蚀更普遍,随温度升高而加快,与原电池的组成有关,相同条件下较电化学腐蚀慢,较快,思考与交流,请根据生活常识以及下图总结金
7、属防护常用的方法，并解释这些方法 为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。,健身器材刷油漆以防锈,衣架和电线的外面包上一层塑料层,某些工具的“机械转动部位”选用油脂来防锈,自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr,你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？请举例说明。,制成不锈钢；或在金属表面镀一层比要保护的金属更活泼的金属。,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换,镁,二、金属的防护方法,1、在金属表面覆盖保护层：油、油漆、塑料、搪瓷、镀一层金属,2、改变金属的内部组织结构：如制成合金,3、电化学保护法,（1）牺牲阳极的阴极保护法,（原电池原理）,(例：轮船船身上的锌块、地
8、下钢铁管道接镁块),（2）外加电流的阴极保护法,（2）外加电源的阴极保护法,（1）牺牲阳极的阴极保护法,规律小结,在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下： 电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀有防腐措施的腐蚀防腐措施由好到坏的顺序如下： 外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件保护无防腐条件,1.钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是( ) Fe由单质转化为+2价； Fe由+2价转化为+3价； 产生氢气； 产生氧气； 杂质C被氧化除去； Fe（OH）3失水变成Fe2O33H2O. A. B. C.只有 D.全部,A,2下列方法可用于金属防护的是（ ） 原电池反应 涂油漆
9、电镀 置于干燥环境 A BC D全部,D,3有关金属腐蚀的论述，正确的是（ ）A金属的腐蚀一定伴有电流产生BFe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀C发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是作正极而被腐蚀D发生电化腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属总是失电子,D,4,如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：,（1）,（2）,中性或碱性,吸氧,Fe2e-Fe2+,O2+2H2O+4e-4OH,酸性,析氢,Fe2e-Fe2+,2H+2e-H2,(5),(2),(1),(3),(4),6.右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是( ) A生铁块中的碳是原电池的正极 B红墨水柱两边的液面变为左低右高 C两试管中相同的电极反应式是：Fe-2e-Fe2+ Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢 腐蚀,7. 下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ） A. 纯银器表面在空气中因电化学腐蚀渐渐变暗 B. 当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用 C. 在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 D. 可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀,B,C,
