第四節(jié) 金屬電化學(xué)腐蝕與防護(hù)課件

看后：你有何感想？金屬腐蝕我國作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家（2005年全國生產(chǎn)鋼材37117.02萬噸），每年被腐蝕的鐵占到我國鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因?yàn)榻饘俑g而造成的損失占到國內(nèi)生產(chǎn)總值的2%~4%；約合人民幣：3000億元（2005年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值將達(dá)15萬億元）。根據(jù)各國調(diào)查結(jié)果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失大致為該國國民生產(chǎn)總值的4%左右。另據(jù)國外統(tǒng)計(jì)，金屬腐蝕的年損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震（平均值）損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴(yán)重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量。腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也經(jīng)常對安全構(gòu)成威脅。國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機(jī)因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染；管道和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會危及工作人員和附近居民的生命安全。面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實(shí)，大家有沒有想過，鐵怎么會被腐蝕？怎樣防腐？第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)1、2、金屬陽離子失e-氧化反應(yīng)分類化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕（常見普遍）金屬原子本質(zhì)：3、概念：金屬（或合金）跟周圍接觸到的氣體（或液體）發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。一、金屬的腐蝕

（1）金屬的化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。

特點(diǎn)：反應(yīng)簡單、金屬與氧化劑之間的氧化還原反應(yīng)。

（2）電化學(xué)腐蝕：不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子被氧化的腐蝕。4.化學(xué)腐蝕與電化學(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)聯(lián)系金屬跟氧化性的物質(zhì)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(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖5.鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)水膜呈中性或酸性很弱電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正極C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系課堂練習(xí)1、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（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：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：。（2）中吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑交流與討論鐵生銹除了必須有空氣及水的參與外，還受其他一些因素的影響。請解釋下列有關(guān)鐵生銹現(xiàn)象的原因。1.相對于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。因?yàn)楹Ｋ泻休^多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強(qiáng)，而在電解質(zhì)溶液中，電化學(xué)腐蝕更容易進(jìn)行。2.1910年遺留在南極的食品罐頭盒，其表面至今很少有鐵銹出現(xiàn)。是由于南極的溫度常年在0℃以下，說明在較高溫度下，腐蝕更易進(jìn)行。交流與討論3.用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。是由于鐵與銅及空氣中的水蒸汽構(gòu)成了原電池，鐵作原電池的負(fù)極，因此鐵易被腐蝕而生銹。4.當(dāng)化工廠派出的廢氣為酸性氣體時(shí),工廠附近的鐵制品容易生銹。說明鐵制品在酸性條件下比在中性條件下更容易被腐蝕。

請大家根據(jù)鐵生銹的原理，思考應(yīng)采取什么措施防止鐵生銹？交流與討論二、金屬的防護(hù)1．金屬的電化學(xué)防護(hù) (1)犧牲陽極的陰極保護(hù)法：

應(yīng)用_______原理，讓被保護(hù)金屬作___極，另找一種活潑性較強(qiáng)的金屬作___極。

如圖所示：原電池正負(fù) (2)外加電流的陰極保護(hù)法：

利用_____原理，把被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為__極，用________作為輔助陽極，在電解質(zhì)溶液里，接外加_________。

如圖所示：電解惰性電極陰直流電源除此以外還有哪些防護(hù)方法？2．改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)

制成防腐_____。如不銹鋼。3．加保護(hù)層

如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或使其鈍化等。合金金屬防護(hù)的幾種重要方法:①在金屬表面覆蓋保護(hù)層。

②改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，制成合金。③電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護(hù)。歸納與整理

5．在鐵的表面鍍上一層其他金屬是常見的防止鐵生銹的方法，常見的有鍍錫(馬口鐵)和鍍鋅(白鐵皮)，為什么鍍層破損后，鍍鋅鋼板(白鐵皮)比鍍錫鋼板(馬口鐵)耐腐蝕？

答案鍍層破損后，白鐵皮形成原電池時(shí)，因?yàn)殇\比鐵活潑，易失去電子，從而保護(hù)了鐵；而馬口鐵破損后，因?yàn)樾纬稍姵貢r(shí)，鐵比錫活潑，鐵被腐蝕。所以在鍍層

破損后，馬口鐵比白鐵皮更易被腐蝕。交流與討論變式訓(xùn)練1如圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)，由快到慢的順序是 (

) A．④②①③ B．②①③④ C．④②③① D．③②④①

答案

A

解析

④中Fe作陽極，腐蝕最快。③中Fe作正極，被保護(hù)，腐蝕慢。②中Fe作負(fù)極，被腐蝕。結(jié)論：判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律電解池→外界力量→外力無法抗拒電解池的陽極＞原電池的負(fù)極＞化學(xué)腐蝕＞原電池的正極＞電解池的陰極1、電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞防腐措施的腐蝕2、對同一種金屬來說，腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)