高中化學(xué)選修四第四章金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

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，因為金屬腐蝕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，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。

金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)金屬陽離子失e-氧化反應(yīng)3、金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕（常見普遍）一、金屬的腐蝕金屬原子2、金屬腐蝕的本質(zhì)：1、金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的現(xiàn)象。M–ne-→Mn+金屬跟接觸到的物質(zhì)（如O2、CI2、SO2等）直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。4、化學(xué)腐蝕（1）定義：（2）影響因素：金屬的活潑性環(huán)境的溫度氧化劑濃度等石油管道內(nèi)壁的嚴(yán)重腐蝕在潮濕的空氣中，純鐵腐蝕得快，還是生鐵腐蝕得快？為什么？思考:構(gòu)成原電池的條件是什么?1、活潑性不同的兩個電極；2、電解質(zhì)溶液；3、形成閉合回路。5、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，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化。正極：2H++2e-=H2↑（還原反應(yīng)）負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+（氧化反應(yīng)）電池反應(yīng)：Fe+2H+=Fe2++H2↑當(dāng)鋼鐵處于酸性環(huán)境中時，易發(fā)生析氫腐蝕；負(fù)極：2Fe-4e-=2Fe2+（氧化反應(yīng)）正極：O2+2H2O+4e-=

4OH-（還原反應(yīng)）電池反應(yīng)：2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)2鋼鐵在酸性很弱或中性條件下，易發(fā)生吸氧腐蝕。4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2OFe(OH)3脫去一部分水生成的鐵銹(Fe2O3·xH2O)吸氧腐蝕還會進(jìn)一步反應(yīng)：析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕?；瘜W(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)系金屬跟非金屬單質(zhì)或非電解質(zhì)液體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發(fā)生，電化腐蝕更普遍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。因為海水中含有較多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強，而在電解質(zhì)溶液中，電化學(xué)腐蝕更容易進(jìn)行。2.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。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？交流與討論金屬的防護(hù)1、影響金屬腐蝕的因素2、金屬防護(hù)的常用方法改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：如將鋼鐵制成不銹鋼。在金屬表面覆蓋保護(hù)層：如涂油漆，鍍Zn、Sn等。在要保護(hù)的金屬上連接一種比該種金屬更易失去電子的金屬（形成原電池保護(hù)）。①本性——本身的性質(zhì)和雜質(zhì)的活動性；②外界條件——溫度及介質(zhì)——排除造成腐蝕的因素原理：形成原電池反應(yīng)時，讓被保護(hù)金屬做正極(陰極)，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。1.犧牲陽極的陰極保護(hù)法二、金屬的電化學(xué)防護(hù)犧牲陽極的陰極保護(hù)法示意圖船身如何防腐蝕的？用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)船身上裝鋅塊2.外加電流的陰極保護(hù)法將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護(hù)的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。輔助陽極（不溶性）外加電流的陰極保護(hù)法示意圖小結(jié)：三、金屬的防護(hù)1）金屬腐蝕快慢的判斷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>有防腐蝕措施的腐蝕②同一種金屬的腐蝕：強電解質(zhì)>弱電解質(zhì)>非電解質(zhì)2）金屬的防護(hù)方法①改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu):合金②覆蓋保護(hù)層:漆\鍍\發(fā)藍(lán)③電化學(xué)保護(hù)法外加電源的陰極保護(hù)法犧牲陽極的陰極保護(hù)法探究一：鍍鋅鐵皮和鍍錫鐵皮哪個更易被腐蝕？為什么？探究二、純鋅和粗鋅哪個更易和酸反應(yīng)？如果向酸中再加入硫酸銅又會什么現(xiàn)象？1．下列敘述中正確的是（）

①鋅跟稀硫酸制取氫氣，加入少量硫酸銅溶液能加快反應(yīng)速率②鍍層破壞后，白鐵（鍍鋅鐵）比馬口鐵（鍍錫鐵）更易腐蝕③鋼鐵表面常易銹蝕生成Fe2O3·xH2O

A.都正確B.①③C.①D.②③2．埋在地下的鑄鐵輸油管道，在下列各種情況下被腐蝕的速度最慢的是（）

在含鐵元素較多的酸性土壤中

在潮濕疏松透氣的土壤中C.在干燥致密不透氣的土壤中D.含碳粒較多、潮濕透氣的中性土壤中BC3．為了防止鋼鐵銹蝕，下列防護(hù)方法中正確的是（）A.在精密機床的鐵床上安裝銅螺釘B.在排放海水的鋼鐵閥門上用導(dǎo)線連接一塊石墨，一同浸入海水中C.在海輪舷上用鐵絲系住鋅板浸在海水里D.在地下輸油的鑄鐵管上接直流電源的負(fù)極4．白鐵皮（鍍鋅）發(fā)生析氫腐蝕時，若有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，下列說法正確的是（）A.有6.5g鋅被腐蝕B.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有22.4L氫氣放出C.有2.8g鐵被腐蝕D.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有2.24L氣體放出CDAD下列裝置暴露空氣中一段時間,鐵的腐蝕由快到慢順序

.FeFeCFeZnFeZnFeCuA(海水)B(海水)C(海水)D(海水)FeSnF(海水)E(海水)DEFACB拓展練習(xí)課堂練習(xí)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