金屬的腐蝕與防護 課件 【知識精講+備課精研】 高二上學期化學人教版（2019）選擇性必修1

4.3.2

金屬的腐蝕與防護

【科學探究】不同條件下鐵釘（潔凈無銹）的腐蝕鐵釘被腐蝕最快因沒有O2，較長時間鐵釘未被腐蝕鐵釘被腐蝕因沒有O2，鐵釘未被腐蝕因沒有O2，H2O鐵釘未被腐蝕觀察下列金屬防護的方法，并解釋防止金屬腐蝕的原因?！舅伎肌坎讳P鋼1.改變金屬的組成結(jié)構(gòu)，使其具有較強的抗腐蝕性能。在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優(yōu)異的合金。例如：在鋼鐵中加入一定比例的鉻和鎳，改變鋼鐵內(nèi)部的組成和結(jié)構(gòu)，可極大程度地提高鋼鐵抗腐蝕性能，這就是常見的“不銹鋼”(合金)。2.在金屬表面覆蓋保護層：噴油漆、涂油脂、表面鈍化、電鍍等。給金屬穿“防彈衣”衣架和電線的外面包上塑料層鍍鉻在機械表面涂防銹油在面盆、杯子等表面燒涂搪瓷搪瓷（tángcí），它其實是將無機玻璃質(zhì)材料通過熔融凝于基體金屬上并與金屬牢固結(jié)合在一起的一種復合材料。電化學腐蝕還是用電化學方法來解決，不回避金屬與氧化劑的直接接觸，采用還原性更強的物質(zhì)或其他替代方式來滿足氧化劑對電子的需求，從而保護主體金屬構(gòu)件免受腐蝕。3、電化學防護法(1)電化學保護法——犧牲陽極的陰極保護法①原理：應用原電池原理；②要求：被保護金屬作正極，另一活潑性較強的金屬作負極。用犧牲鋅塊的方法來保護船身，鋅塊必須定期更換實驗4-4（1）Fe作保護電極，Zn作輔助電極，以經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液作電解質(zhì)溶液，按圖所示連接好裝置。觀察電流表指針的變化，以及燒杯中兩個電極附近發(fā)生的現(xiàn)象。過一段時間，用膠頭滴管從和Fe電極區(qū)域取少量溶液于試管中，再向試管中滴入2滴K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，觀察試管中溶液顏色變化？說明：Fe2+的檢驗：Fe2+與K3[Fe(CN)6]溶液(黃色)反應生成帶有特征藍色的鐵氰化亞鐵KFe[Fe(CN)6]沉淀。這是檢驗溶液中Fe2+的常用方法。實驗裝置電流表陽極陰極現(xiàn)象有關反應偏轉(zhuǎn)鋅片逐漸溶解鐵電極上有氣泡冒出Zn-2e-=Zn2＋2H＋＋2e=H2↑試管中滴入2滴K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，無明顯變化，即溶液中無Fe2+結(jié)論：Fe電極被保護，不發(fā)生反應。Fe、Zn和經(jīng)過酸化的NaCl溶液構(gòu)成原電池；Zn作負極被腐蝕，F(xiàn)e作正極被保護。實驗2將1g瓊脂加入250mL燒杯中，再加入50mL飽和食鹽水和150mL水。攪拌、加熱煮沸，使瓊脂溶解。稍冷后，趁熱把瓊脂溶液分別倒入兩個培養(yǎng)皿中，各滴入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均勻。取兩個2～3cm的鐵釘，用砂紙擦光。如圖(a)所示，將裹有鋅皮的鐵釘放入上述的一個培養(yǎng)皿中；如圖(b)所示，將纏有銅絲的鐵釘放入另一個培養(yǎng)皿中。觀察并解釋實驗現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：裹有鋅片的鐵釘，鋅片逐漸溶解，鐵釘附近溶液變紅色；實驗結(jié)論：鋅作負極，發(fā)生反應：Zn-2e-=Zn2+；鐵作正極，發(fā)生反應：O2+2H2O+4e-=4OH-鐵作正極，不反應，被保護(a)實驗現(xiàn)象：裹有銅絲的鐵釘，鐵釘逐漸溶解，鐵釘附近溶液有藍色沉淀生成；實驗結(jié)論：鐵作負極，發(fā)生反應：Fe-2e-=Fe2+；銅作正極，發(fā)生反應：O2+2H2O+4e-=4OH-Fe2+與[Fe(CN)6]3－反應生成帶有特征藍色的鐵氰化亞鐵沉淀鐵作負極，發(fā)生氧化反應，被腐蝕(b)現(xiàn)象a中鐵釘周圍溶液變紅b中鐵釘周圍生成藍色沉淀，銅絲周圍溶液變紅結(jié)論鐵作為負極時易腐蝕，作為正極時未腐蝕犧牲陽極法實驗原理：應用

原理，將被保護的鋼鐵設備做

極，用惰性電極做輔助

極，在外加直流電作用下，電子被迫流向被保護的鋼鐵設備，使鋼鐵表面的腐蝕電流降至零或接近等于零。2.外加電流的陰極保護法陰陽電解池為保護地下鋼管不被腐蝕，可采用的方法是()A、與直流電源負極相連接B、與直流電源的正極相連接C、與銅板相連接D、與鋅板相連接AD隨堂練習下列關于如圖所示的實驗裝置的判斷中錯誤的是（）A.若X為碳棒，開關K置于A處可減緩鐵的腐蝕B.若X為鋅棒，開關K置于A或B處都可減緩鐵的腐蝕C.若X為鋅棒，開關K置于B處時，為犧牲陽極的陰極保護法D.若X為碳棒，開關K置于B處時，鐵電極上發(fā)生的反應為2H＋＋2e－=H2↑D金屬腐蝕快慢的規(guī)律：(1)活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，氧化還原反應的速率越

，活潑金屬被腐蝕的速度越

。(2)同一電解質(zhì)溶液中,電解原理引起的腐蝕(陽極）

原電池原理引起的腐蝕（負極）

化學腐蝕

有防腐措施的腐蝕(電解池的陽極、原電池的正極及加有鍍層的金屬）。(3)同一種金屬的腐蝕：在強電解質(zhì)中

弱電解質(zhì)中

非電解質(zhì)中>>>>>快快金屬腐蝕速率的判斷，首先應確定金屬所處裝置是原電池，還是電解池。其次判斷該金屬是原電池的正、負極，還是電解池的陰、陽極。最后利用金屬腐蝕快慢的規(guī)律進行判斷。外接電源的陰極保護法＞犧牲陽極的陰極保護法＞有一般防腐條件保護＞無防腐條件防腐措施由好到壞的順序如下：1．青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕原理如圖所示：多孔催化層中的Cl-擴散到孔口，與電極產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，下列說法正確的是（B）

A．此過程為電化學腐蝕中的析氫腐蝕B．電極b發(fā)生的反應：O2+4e-+2H2O=4OH-C．生成Cu2(OH)3Cl的反應：2Cu2++3H2O+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓+3H+D．若采用犧牲陽極的陰極保護法保護青銅器是利用了電解的原理2．化學與生活、生產(chǎn)密切相關，下列有關敘述不正確的是（D）A．氫氧化鋁、小蘇打均可用作胃酸中和劑B．過氧化鈉可在呼吸面具或潛水艇中作為氧氣的來源C．在海輪外殼上鑲?cè)脘\塊，可減緩船體的腐蝕速率D．ClO2具有強氧化性，可用作自來水的凈水劑3．下列關于金屬的腐蝕及防腐