電化學腐蝕的課件經(jīng)典整編主講版公開課

金屬的腐蝕與防護金屬的腐蝕在生活中非常普遍鋼鐵生銹銅器表面生成銅綠鐵生銹Fe2O3·XH2OCu2(OH)2CO3銅器表面生成銅綠金屬被腐蝕后有什么危害？思考與交流：（1）外形、色澤、機械性能發(fā)生變化；（2）影響機器、儀表設(shè)備精度和靈敏度，以至報廢；（3）橋梁、建筑物強度降低而坍塌；（4）地下金屬管道泄漏；（5）輪船船體損壞；（6）金屬腐蝕還可能造成環(huán)境污染。

中國航天工業(yè)總公司第三十一研究所近日公布了一組數(shù)據(jù)：全球每一分鐘就有1噸鋼腐蝕成鐵銹.全球每年鋼鐵腐蝕的經(jīng)濟損失約10000億美元，占各國國民生產(chǎn)總值GNP的2%～4%，在美國，大約三分之一的化學設(shè)備因局部腐蝕而停工。我國鋼鐵腐蝕經(jīng)濟損失高達2800億人民幣，約占國民生產(chǎn)總值GNP的4%，每年約有30%的鋼鐵因腐蝕而報廢。資料：1、什么是金屬腐蝕？

指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應(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陽離子的過程（發(fā)生氧化反應(yīng)）。M-ne-=Mn+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）直接發(fā)生化學反應(yīng)而引起的腐蝕。

不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸時，發(fā)生原電池反應(yīng)而引起的腐蝕，比較活潑的金屬失去電子被氧化。化學腐蝕：電化學腐蝕：(次要)(主要)——根據(jù)與金屬接觸的介質(zhì)不同不同條件下鐵釘?shù)匿P蝕的探究有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)速率快相當長時間鐵釘未被腐蝕鐵釘被腐蝕最快由于無O2，較長時間鐵釘未被腐蝕鐵釘漸漸生銹鐵釘被腐蝕無現(xiàn)象由于無O2，鐵釘未被腐蝕無現(xiàn)象由于無H2O鐵釘不能被腐蝕植物油NaCl溶液醋酸溶液無水CaCl2氧氣影響化學反應(yīng)速率的因素有哪些呢？內(nèi)因：物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)所決定的性質(zhì)外因：1，溫度

2，壓強

3，合適的催化劑

4，液體和氣體參加的反應(yīng)，增大濃度，反應(yīng)速率越大。

5，其它因素的影響，如射線照射等

6，對于固體或液體之間的反應(yīng)，接觸面積越大，反應(yīng)速率增大。升溫可加快金屬腐蝕化學腐蝕：

家用燃氣灶的中心部位很容易生銹

食品罐頭放在南極80多年了，卻很少生銹

在潮濕的空氣中，純鐵腐蝕得快，還是鋼鐵腐蝕得快？1.鐵生銹的必需條件：空氣+水2.加速鐵生銹的條件：空氣+電解質(zhì)溶液

3.影響因素：金屬越活潑，越易被腐蝕；金屬所處的環(huán)境溫度越高，腐蝕速率越快；氧化劑濃度越大，腐蝕速率越快。1.在新疆吐魯番和海南省兩地，哪個地區(qū)鐵生銹相對慢一些？為什么？新疆吐魯番，因為該地區(qū)相對干燥，水分稀少，而海南地區(qū)潮濕多雨，溫度高，易發(fā)生電化學腐蝕。不會，因為月球上缺少水分和氧氣。2.請你預(yù)測一下，鐵在月球上會不會生銹？為什么？3.為什么一塊銅板上有鐵鉚釘時，鐵釘更易生銹？銅板表面凝結(jié)一層水膜，空氣中二氧化碳和二氧化硫等，沿?？諝庵械穆然c等溶入其中形成電解質(zhì)溶液。銅板(+)與鐵鉚釘(-)及電解質(zhì)溶液便構(gòu)成了原電池，相對活潑的鐵被腐蝕。電工操作規(guī)定：銅線和鋁線不能擰在一起，為什么？

為什么鋼鐵在潮濕的空氣中容易生銹呢？鋼鐵潮濕空氣水膜電解質(zhì)溶液鐵C原電池電解質(zhì)溶液形成：H++OH_H2O+CO2H++HCO3_H2O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。鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖負極（Fe）：Fe

—2e－=Fe2+正極（C）：

2H++2e－=H2或2H2O+O2+4e－

=4OH－電解質(zhì)溶液鋼鐵鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖鋼鐵腐蝕水膜呈強酸性水膜呈中性或弱酸性Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e－

=4OH

－2H++2e－

=H22H++Fe=Fe2++H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe2O3·nH2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金屬的腐蝕以電化學腐蝕為主，電化學腐蝕又以吸氧腐蝕為主(pH≥5.6時)若pH<5.6時則為析氫腐蝕。金屬與接觸物直接反應(yīng)不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液形成原電池無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕

兩者往往同時發(fā)生，但電化學腐蝕更普遍。化學腐蝕與電化學腐蝕比較總結(jié)：思考：將用酸洗除銹的鐵釘，在飽和食鹽水浸泡后放在如圖所示的裝置中，幾分鐘后觀察導(dǎo)管中水柱的變化實驗現(xiàn)象：幾分鐘后,裝置中的導(dǎo)管中水柱上升說明裝置中有氣體參加反應(yīng)。結(jié)論：該氣體是什么呢？幾天之后發(fā)現(xiàn)鐵釘表面生銹，發(fā)生的是吸氫腐蝕還是吸氧腐蝕？(1)制成合金（不銹鋼）

——改善金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)(內(nèi)因)(2)在金屬表面覆蓋保護層

——電鍍、油漆、鈍化等(3)電化學保護法

——犧牲陽極的陰極保護法、外加直流電源的陰極保護法生活中如何進行金屬的防護？犧牲陽極的陰極保護法

形成原電池反應(yīng)時，讓被保護金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。

你能說出船身上為什么要加鋅塊嗎？用犧牲鋅塊的方法來保護船身，鋅塊必須定期更換鋅塊用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換你能用防腐原理為鋼鐵做的輸水管設(shè)計防腐措施嗎？金屬腐蝕的防護2、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：

如將Cr、Ni等金屬加進鋼里制成合金鋼（不銹鋼）1、金屬表面覆蓋保護層如涂油漆、油脂、塑料、陶瓷等，鍍上一層耐腐蝕的金屬(Zn、Sn、Cr等)，或氧化形成致密的氧化物薄膜作保護層。原理：隔絕金屬與外界空氣、水、電解質(zhì)溶液的接觸。鍍鋅鐵(白鐵皮)和鍍錫鐵(馬口鐵)的鍍層破損后，哪種情況下鐵不易被腐蝕？為什么？將被保護金屬作為電解池的陰極，另一導(dǎo)電物質(zhì)作為陽極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護。輔助陽極（石墨）⑵.外加電流的陰極保護法3.金屬的常見防護方法⑴.在金屬表面覆蓋保護層。

例如：①噴涂漆；②涂油脂；③表面鈍化；④電鍍(在鋼鐵表面形成鉻等耐腐蝕性較強的金屬鍍層)等。

⑵.改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，制成合金。

在鋼鐵中加入一定比例的鉻和鎳（如14%～8%Cr，7%～9%Ni），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)。金屬防護的幾種重要方法:①電化學保護法，即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護。②在金屬表面覆蓋保護層。③改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，制成合金。總結(jié)：請根據(jù)生活常識以及下圖總結(jié)金屬防護常用的方法，并解釋這些方法為什么可以達到防止金屬腐蝕的目的。健身器材刷油漆衣架和電線的外面包上一層塑料層某些工具的“機械轉(zhuǎn)動部位”涂油脂（機油），為什么不能用油漆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烤藍涂機油烤漆涂凡士林鍍鋅鍍鉻自行車的金屬部件采用了什么樣的防護措施?在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢：防腐措施由好到壞的順序如下：電解池的陽極＞原電池的負極＞化學腐蝕＞原電池的正極＞電解池的陰極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＞無防腐條件規(guī)律知識總結(jié)化學腐蝕電化學腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕金屬腐蝕概念及本質(zhì)分類防護措施制成合金在金屬表面覆蓋保護層電化學保護法犧牲陽極的陰極保護法外加直流電源的陰極保護法1、下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時間后腐蝕速率由慢到快的順序是

。(4)(2)(1)(3)2、下列事實不能用電化學理論解釋的是（）A、輪船吃水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊B、鋁片不用特殊方法保護C、純鋅與稀硫酸反應(yīng)時，滴入少量的CuSO4溶液后速率加快D、鍍鋅鐵（在鐵上鍍一層鋅）比鍍錫耐用B3、家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此變化過程中不發(fā)生的化學反應(yīng)是（）A、4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3B、2Fe+2H2O+O2＝2Fe(OH)２C、2H2O+O2+4e－＝４OH-D、Fe－3e＝Fe3+D4、以下現(xiàn)象與電化學理論無關(guān)的是（）A、黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易生銅銹B、生鐵比軟件鐵芯（幾乎是純鐵）容易生銹C、純鋅與稀硫酸反應(yīng)時，滴少量硫酸銅溶液后速率加快D、銀質(zhì)獎牌久置后表面變暗D1.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.形成原電池鋁作負極B.形成原電池時銅作負極C.形成原電池時，電流由鋁經(jīng)導(dǎo)線流向銅D.鋁質(zhì)鉚釘發(fā)生了化學腐蝕2.以下現(xiàn)象與電化腐蝕無關(guān)的是 ()A.黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅銹B.生鐵比軟鐵芯(幾乎是純鐵)容易生銹C.鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生銹D.銀質(zhì)獎牌久置后表面變暗A(chǔ)D課堂練習4、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：負極：正極：。（2）中性或堿性吸氧Fe–2