高中化學(xué)復(fù)習(xí)第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

1、第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)1.1.認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害并能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害并能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因。因。2.2.知道金屬腐蝕的防護(hù)方法。知道金屬腐蝕的防護(hù)方法。鋼鐵生銹鋼鐵生銹金屬的腐蝕在生活中非常普遍金屬的腐蝕在生活中非常普遍銅器生銹銅器生銹銅器表面生成銅銅器表面生成銅綠綠我國(guó)作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國(guó)家，每年被腐蝕的鐵我國(guó)作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國(guó)家，每年被腐蝕的鐵占到我國(guó)鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因?yàn)榻饘俑g而造成占到我國(guó)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(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的的損失占到國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的2%2%4%4%。金屬腐蝕的主要害處，不僅在于

2、金屬本身的損失，更嚴(yán)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(wú)法估量。腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也經(jīng)常對(duì)安全構(gòu)到無(wú)法估量。腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也經(jīng)常對(duì)安全構(gòu)成威脅。成威脅。 面對(duì)這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害的事實(shí)，大家有沒(méi)面對(duì)這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害的事實(shí)，大家有沒(méi)有想過(guò)，鐵怎么會(huì)被腐蝕？怎樣防腐蝕？有想過(guò)，鐵怎么會(huì)被腐蝕？怎樣防腐蝕？閱讀課本回答以下問(wèn)題：閱讀課本回答以下問(wèn)題：1.1.什么是金屬腐蝕？其本質(zhì)是什么？什么是金屬腐蝕？其本質(zhì)是什么？2.2.金屬的腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐

3、蝕，兩者有何不金屬的腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，兩者有何不同？同？金屬的電化學(xué)腐蝕金屬的電化學(xué)腐蝕金屬的腐蝕金屬的腐蝕金屬與周?chē)臍怏w或液體物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損金屬與周?chē)臍怏w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。耗的現(xiàn)象。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過(guò)程。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過(guò)程。M - neM - ne- - M Mn+n+化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕金屬跟接觸到的干燥氣體（如金屬跟接觸到的干燥氣體（如O O2 2、ClCl2 2、SOSO2 2等）等）或非電解質(zhì)液體（如石油）等直接發(fā)生化學(xué)反或非電解質(zhì)液體（如石油）等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。應(yīng)而引起的腐蝕。電化

4、學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反不純的金屬或合金與電解質(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被氧化而消耗的過(guò)程叫做金屬應(yīng)，比較活潑的金屬失電子被氧化而消耗的過(guò)程叫做金屬的電化學(xué)腐蝕。的電化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件條件現(xiàn)象現(xiàn)象本質(zhì)本質(zhì)影響影響因素因素聯(lián)系聯(lián)系金屬跟干燥氣體或非電解質(zhì)液金屬跟干燥氣體或非電解質(zhì)液體直接接觸體直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸接觸無(wú)電流產(chǎn)生無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生金屬被氧化金屬被氧化較活潑金屬被氧化較活潑金屬被氧化與接觸物質(zhì)的氧化性及溫度與接觸物質(zhì)的氧化

5、性及溫度有關(guān)有關(guān)與電解質(zhì)溶液的酸堿性及金與電解質(zhì)溶液的酸堿性及金屬活性有關(guān)屬活性有關(guān)兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的區(qū)別化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的區(qū)別鋼鐵生銹的條件鋼鐵生銹的條件負(fù)極負(fù)極 正極正極AO O2 2電解質(zhì)溶電解質(zhì)溶液液FeFeC Ce e- -e e- -金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的條件金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的條件1.1.不純的金屬不純的金屬2.2.潮濕的環(huán)境潮濕的環(huán)境（1 1）吸附水膜）吸附水膜（2 2）溶解氣體）溶解氣體鋼鐵在干燥的空氣里長(zhǎng)時(shí)間不易被腐蝕鋼鐵在干燥的空氣里長(zhǎng)時(shí)間不易被腐蝕, ,但在潮濕的空但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕氣里

6、卻很快被腐蝕, ,這是什么原因呢這是什么原因呢? ?在潮濕的空氣里在潮濕的空氣里, ,鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水中溶有中溶有O O2 2、COCO2 2、SOSO2 2等氣體，這樣在等氣體，這樣在鋼鐵表面形成了一鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜層電解質(zhì)溶液的薄膜, ,它跟鋼鐵里的鐵和少量的它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成碳構(gòu)成無(wú)數(shù)微小的原電池?zé)o數(shù)微小的原電池。鋼鐵的析氫腐蝕鋼鐵的析氫腐蝕鋼鐵的吸氧腐蝕鋼鐵的吸氧腐蝕鋼鐵的鋼鐵的析氫腐蝕析氫腐蝕示意圖示意圖鋼鐵的鋼鐵的吸氧腐蝕吸氧腐蝕示意圖示意圖O O2 2+4e+4e- -+2H+2H2 2O=4OHO=4O

7、H- -電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液鋼鐵鋼鐵負(fù)極（負(fù)極（FeFe）：）：Fe - 2eFe - 2e- -= Fe= Fe2+2+正極（正極（C C）：）：2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2鋼鐵的電化學(xué)腐蝕原理鋼鐵的電化學(xué)腐蝕原理析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕條件條件電電極極反反應(yīng)應(yīng)負(fù)極負(fù)極(Fe)(Fe)正極正極(C)(C)總反應(yīng)總反應(yīng)進(jìn)一步反應(yīng)進(jìn)一步反應(yīng)聯(lián)系聯(lián)系水膜呈酸性水膜呈酸性水膜呈弱酸性或呈中性水膜呈弱酸性或呈中性2Fe+2H2Fe+2H2 2O+OO+O2 2=2Fe(OH)=2Fe(OH)2 24Fe(OH)4Fe(OH)2 2+2H+2H2 2O+OO+O2 2=4Fe(O

8、H)=4Fe(OH)3 3FeFe2 2O O3 3nHnH2 2O O通常兩種腐蝕同時(shí)存在通常兩種腐蝕同時(shí)存在, ,但以吸氧腐蝕為主但以吸氧腐蝕為主Fe-2eFe-2e- - =Fe=Fe2+2+2Fe-4e2Fe-4e- - =2Fe =2Fe2+2+2H2H+ + +2e+2e- -=H=H2 2O O2 2+4e+4e- -+2H+2H2 2O=4OHO=4OH- -Fe+2HFe+2H+ +=Fe=Fe2+2+H+H2 2將用酸洗除銹的鐵釘，在飽和食鹽水中浸泡后放在如圖所示將用酸洗除銹的鐵釘，在飽和食鹽水中浸泡后放在如圖所示的裝置中，幾分鐘后觀察導(dǎo)管中水柱的變化的裝置中，幾分鐘后觀察

9、導(dǎo)管中水柱的變化實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：幾分鐘后幾分鐘后,裝置中的裝置中的導(dǎo)管中水柱上升導(dǎo)管中水柱上升說(shuō)明裝置中有氣體參加反應(yīng)。說(shuō)明裝置中有氣體參加反應(yīng)。結(jié)論：結(jié)論：改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成合金改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成合金( (如不銹鋼）。如不銹鋼）。 在金屬表面覆蓋保護(hù)層。如油漆、油脂等，電鍍?cè)诮饘俦砻娓采w保護(hù)層。如油漆、油脂等，電鍍ZnZn、CrCr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保護(hù)層。等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保護(hù)層。電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極或電解池電化學(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)。的陰極而受到保護(hù)。金屬防護(hù)的幾種重要方法金屬防護(hù)的幾種

10、重要方法原理：原理：隔絕金屬與外界空氣、電解質(zhì)溶液的接觸。隔絕金屬與外界空氣、電解質(zhì)溶液的接觸。原理：原理：形成原電池時(shí)，讓被保護(hù)金屬作正極形成原電池時(shí)，讓被保護(hù)金屬作正極( (陰極陰極) )，不反，不反應(yīng)受到保護(hù)；而活潑金屬作負(fù)極應(yīng)受到保護(hù)；而活潑金屬作負(fù)極( (陽(yáng)極陽(yáng)極) )，反應(yīng)受到，反應(yīng)受到腐蝕。腐蝕。1.1.犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法金屬的電化學(xué)防護(hù)金屬的電化學(xué)防護(hù) 犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法輔助陽(yáng)極輔助陽(yáng)極（不溶性）（不溶性）2.2.外加電流的陰極保護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法將被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備（如鋼閘門(mén)）做陰極，用惰

11、性將被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備（如鋼閘門(mén)）做陰極，用惰性電極做輔助陽(yáng)極，在外加直流電作用下，電子被迫流向電極做輔助陽(yáng)極，在外加直流電作用下，電子被迫流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備，使鋼鐵表面的腐蝕電流降至零或接被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備，使鋼鐵表面的腐蝕電流降至零或接近等于零。近等于零。下列各情況下，其中下列各情況下，其中FeFe片腐蝕由快到慢的順序是片腐蝕由快到慢的順序是 。(5)(5) (2) (2) (1)(1) (3)(3) (4)(4)金屬腐蝕快慢的判斷金屬腐蝕快慢的判斷(1)(1)與構(gòu)成微電池兩極的材料有關(guān)。兩極材料的活動(dòng)性差與構(gòu)成微電池兩極的材料有關(guān)。兩極材料的活動(dòng)性差別越大，氧化還原反應(yīng)的速率越別越大，氧化

12、還原反應(yīng)的速率越 ，活潑金屬被腐蝕，活潑金屬被腐蝕的速度越的速度越 。(2)(2)電解原理引起的腐蝕電解原理引起的腐蝕 原電池原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕 化化學(xué)腐蝕學(xué)腐蝕 有防護(hù)措施的腐蝕。有防護(hù)措施的腐蝕。(3)(3)同一種金屬的腐蝕：在強(qiáng)電解質(zhì)中同一種金屬的腐蝕：在強(qiáng)電解質(zhì)中_弱電解質(zhì)中弱電解質(zhì)中_非電解質(zhì)中。非電解質(zhì)中。(4)(4)一般說(shuō)來(lái)：原電池原理引起的腐蝕一般說(shuō)來(lái)：原電池原理引起的腐蝕 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕_有防有防護(hù)護(hù)措施的腐蝕。措施的腐蝕。 快快快快 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕金屬的腐蝕金屬的腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕改變結(jié)構(gòu)改變結(jié)構(gòu)加保護(hù)層加保護(hù)層金屬金屬金屬的防護(hù)金屬的防護(hù)電化學(xué)防

13、護(hù)電化學(xué)防護(hù)析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕原電池正極原電池正極電解池陰極電解池陰極被氧化被氧化防止防止氧化氧化1.1.鋼鐵銹蝕過(guò)程中可能發(fā)生的變化是鋼鐵銹蝕過(guò)程中可能發(fā)生的變化是( ) ( ) FeFe由單質(zhì)轉(zhuǎn)化為由單質(zhì)轉(zhuǎn)化為+2+2價(jià)；價(jià)；FeFe由由+2+2價(jià)轉(zhuǎn)化為價(jià)轉(zhuǎn)化為+3+3價(jià)；價(jià)；產(chǎn)生氫氣；產(chǎn)生氫氣；產(chǎn)生氧氣；產(chǎn)生氧氣；雜質(zhì)雜質(zhì)C C被氧化除去；被氧化除去；Fe(OH)Fe(OH)3 3失水變成失水變成FeFe2 2O O3 33H3H2 2O.O.A.A. B. B. C. C.只有只有 D.D.全部全部A A2.2.為保護(hù)地下鋼管不被腐蝕，可采用的方法是為保護(hù)地下鋼管不被腐蝕，可采用的方法是( )( )A.A.與直流電源的負(fù)極相連接與直流電源的負(fù)極相連接 B.B.與直流電源的正極相連接與直流電源的正極相連接C.C.與銅板相連接與銅板相連接 D.D.與鋅板相連接與鋅板相連接ADAD3.3.以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是（以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是（ ）A.A.黃銅黃銅( (銅鋅合金銅鋅合金) )制作的鑼不易產(chǎn)生銅綠制作的鑼不易產(chǎn)生銅綠B.B.生鐵比純鐵容易生銹生鐵比純鐵容易生銹C.C.鐵質(zhì)配件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹鐵質(zhì)配件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹D.D.銀質(zhì)物品久置表面變暗銀質(zhì)物品久置表面變暗D D4.4