金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)我國(guó)每年因金屬腐蝕造成的損失占國(guó)民生產(chǎn)總值(GDP)的2%～

4%，鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢的數(shù)量約占鋼鐵當(dāng)年產(chǎn)量的25%-30%。全世界每年因?yàn)榻饘俑g造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)7000億美元，是地震、水災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失總和的6倍。資料不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子而被氧化的腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。一、金屬的腐蝕金屬與周圍的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。

2、金屬腐蝕的類型（1）化學(xué)腐蝕（2）電化學(xué)腐蝕金屬與接觸到的干燥氣體（如O2,Cl2,SO2）或非電解質(zhì)液體(石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕叫做化學(xué)腐蝕。（更普遍且危害大）1、金屬腐蝕：實(shí)質(zhì)：發(fā)生氧化還原反應(yīng)M-ne-=Mn+化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的比較化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)區(qū)別反應(yīng)影響因素腐蝕快慢相互關(guān)系化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍

較活潑的金屬被氧化金屬被氧化

有微弱的電流產(chǎn)生不產(chǎn)生電流

不純金屬跟電解質(zhì)溶液接觸金屬跟接觸的物質(zhì)反應(yīng)隨溫度升高而加快與原電池的組成有關(guān)較慢較快是否發(fā)生原電池的反應(yīng)二、金屬的電化學(xué)腐蝕1、定義：

不純的金屬（或合金）跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)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(xué)腐蝕。①不純的金屬（或合金）和電解質(zhì)溶液接觸②發(fā)生原電池反應(yīng)③負(fù)極金屬失電子被氧化幾分鐘后,裝置中導(dǎo)管中的水柱上升實(shí)驗(yàn)4-3將經(jīng)過(guò)酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入如圖所示的試管中。幾分鐘后，觀察導(dǎo)管中水柱的變化，思考引起變化的原因?qū)嶒?yàn)拓展：

將上述裝置中的飽和食鹽水換成飽和氯化銨溶液（酸性）

現(xiàn)象：導(dǎo)管中的水柱下降負(fù)極（Fe）：Fe—2e—=Fe2+正極（C）：①水膜酸性較強(qiáng)

2H++2e—=H2

②水膜酸性很弱或呈中性

2H2O+O2+4e—=4OH—

鐵釘中含有碳，和周圍的電解質(zhì)溶液接觸形成了原電池其中鐵作負(fù)極,碳作正極鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖飽和食鹽水鋼鐵的析氫腐蝕示意圖電解質(zhì)溶液鋼鐵飽和氯化銨溶液析氫腐蝕吸氧腐蝕條件電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)正極C(+)總反應(yīng)進(jìn)一步反應(yīng)聯(lián)系鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較水膜呈酸性水膜酸性很弱或呈中性2H+2e=H2+_2Fe-4e=2Fe2+_Fe-2e=Fe2+_O2+2H2O+4e=4OH__2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe+2H=

+Fe

+H22+4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3·nH2O通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以吸氧腐蝕為主。1．銅制品上的鋁質(zhì)鉚釘，在潮濕空氣中易腐蝕的原因可描述為（）．

A．形成原電池時(shí)鋁作負(fù)極

B．形成原電池時(shí)銅作負(fù)極

C．形成原電池時(shí)，電流由鋁經(jīng)導(dǎo)線流向銅

D．鋁鉚釘發(fā)生了化學(xué)腐蝕2．以下現(xiàn)象與電化腐蝕無(wú)關(guān)的是（）．

A．黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠

B．生鐵比軟鐵蕊（幾乎是純鐵）容易生銹

C．鐵質(zhì)器件附著銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹

D．銀質(zhì)獎(jiǎng)牌久置后表面變暗練習(xí)AD3下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是(4)(2)(1)(3)4、分析右圖，按要求寫出有關(guān)反應(yīng)方程式：（1）、鐵棒上的電極反應(yīng)式為：（2）、碳棒上的電極反應(yīng)式為：（3）、溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe–4e-＝2Fe2+5、銅制品在酸雨地區(qū)發(fā)生電化學(xué)腐蝕的電極反應(yīng)方程式正極負(fù)極O2+2H2O+4e-＝4OH-2Cu–4e-＝2Cu2+注意：電化學(xué)腐蝕中，，只有在金屬活動(dòng)性順序中位于氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕，而位于氫之后的金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕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。如果金屬中能導(dǎo)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(xué)腐蝕。2、介質(zhì)：遇潮濕空氣、腐蝕性氣體、電解質(zhì)溶液，容易被腐蝕健身器材刷油漆以防銹衣架和電線的外面包上一層塑料層思考與交流：你見(jiàn)過(guò)哪些金屬防腐的方法？并解釋這些方法為什么可以達(dá)到防止金屬腐蝕的目的。某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位”選用油脂來(lái)防銹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

此外我們還可以將金屬制成不銹鋼；或在金屬表面鍍一層比要保護(hù)的金屬更活潑的金屬。用犧牲鋅塊的方法來(lái)保護(hù)船身，鋅塊必須定期更換鋅塊用犧牲鎂塊的方法來(lái)防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換鎂二、金屬的防護(hù)方法1、在金屬表面覆蓋保護(hù)層：油、油漆、塑料、搪瓷、鍍一層金屬2、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如制成合金

3、電化學(xué)保護(hù)法（1）犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法（原電池原理）(例：輪船船身上的鋅塊、地下鋼鐵管道接鎂塊)（2）外加電流的陰極保護(hù)法

（電解池原理）(將被保護(hù)的金屬連到電源的負(fù)極被保護(hù))（2）外加電流的陰極保護(hù)法

輔助陽(yáng)極（不溶性）（1）犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法規(guī)律小結(jié)

在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防腐措施的腐蝕

防腐措施由好到壞的順序如下：外接電流的陰極保護(hù)法＞犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法＞有一般防腐條件保護(hù)＞無(wú)防腐條件練習(xí)1．下列方法可用于金屬防護(hù)的是（）①原電池反應(yīng)②涂油漆③電鍍④置于干燥環(huán)境

A．①③④B．①②③

C．②③④D．全部D

2．有關(guān)金屬腐蝕的論述，正確的是（）．

A．金屬的腐蝕一定伴有電流產(chǎn)生

B．Fe在干燥的氯氣里比在潮濕的空氣里更易被腐蝕

C．發(fā)生化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿母g時(shí)較活潑的金屬總是作正極而被腐蝕

D．發(fā)生電化腐蝕時(shí)都有能量的轉(zhuǎn)變，且被腐蝕的金屬總是失電子D

（2）若液面下降，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：正極：。3

如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：弱酸性或中吸氧2Fe–4e-＝2Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑（1）若液面上升，則溶液呈

性，發(fā)生腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極：,正極：；4·下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)(2)(1)(3)(4)5.右圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是()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應(yīng)式是：Fe-2e-﹦F