金屬的腐蝕與防護(hù) 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第四章

化學(xué)反應(yīng)與電能

第三節(jié)

金屬的腐蝕與防護(hù)

《青花瓷》

方文山Cu2(OH)2CO3生活情境——金屬的腐蝕在生活中非常普遍

①什么是金屬的腐蝕？

②金屬的腐蝕有幾種類型？以哪種腐蝕為主？金屬的腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕吸氧腐蝕(水膜呈中性或酸性較弱）析氫腐蝕(水膜呈酸性)本質(zhì)：M-ne-=Mn+

發(fā)生氧化反應(yīng)閱讀課本107頁第3、4、5自然段?；卮鹣铝袉栴}。原電池反應(yīng)與氧化劑直接接觸反應(yīng)一、金屬的腐蝕

化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)影響因素聯(lián)系金屬與其表面接觸到的一些物質(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與接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān)與電解質(zhì)溶液的酸堿性及金屬活性有關(guān)兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的對(duì)比鋼鐵在干燥的空氣里長(zhǎng)時(shí)間不易被腐蝕，但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕，這是什么原因呢?

在潮濕的空氣里,鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等氣體，這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜，它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成無數(shù)微小的原電池。想一想1.析氫腐蝕：酸性環(huán)境中酸性環(huán)境中，由于在腐蝕過程中不斷有H2放出，所以叫做析氫腐蝕2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+Fe+2H+=Fe2++H2↑負(fù)極：正極：總反應(yīng)：(析氫腐蝕)

2.吸氧腐蝕:中性或酸性很弱甚至堿性2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O進(jìn)一步反應(yīng)：負(fù)極：正極：電池反應(yīng)：(吸氧腐蝕)實(shí)驗(yàn)4-3(1)現(xiàn)象及原因：導(dǎo)管中的水柱上升，鐵釘生銹。裝置中Fe、C、飽和食鹽水構(gòu)成了原電池，由于NaCl溶液呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕，氧氣消耗使具支試管壓強(qiáng)減小，水柱上升(2)現(xiàn)象及原因：開始時(shí)試管中均有無色氣體產(chǎn)生，且兩支試管中產(chǎn)生氣泡的速率相等；滴加硫酸銅溶液的試管產(chǎn)生氣體速率明顯加快。原因是鋅置換出銅后構(gòu)成了銅鋅原電池，鋅作負(fù)極，腐蝕速率加快。裝置中Zn、Cu、稀鹽酸構(gòu)成了原電池，Zn作負(fù)極，Cu作正極，電解質(zhì)溶液稀鹽酸呈酸性，發(fā)生析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕條件電極反應(yīng)聯(lián)系Fe2O3·nH2O(鐵銹)通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但吸氧腐蝕更普遍。水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱或堿性負(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鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較注

：1、只有位于金屬活動(dòng)性順序中氫前的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕

2、氫前和氫后的金屬都可發(fā)生吸氧腐蝕烤藍(lán)涂機(jī)油烤漆涂凡士林鍍鋅鍍鉻【交流研討】屬部件采用了什么樣的防護(hù)措施嗎?1、改變金屬材料的組成在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優(yōu)異的合金把鉻、鎳等加入普通鋼中制成不銹鋼產(chǎn)品；鈦合金不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性，還具有良好的生物相容性二、金屬的防護(hù)

2、在金屬表面覆蓋保護(hù)層在金屬表面覆蓋致密的保護(hù)層，將金屬制品與周圍物質(zhì)隔開。(1)非金屬保護(hù)層：噴涂油漆、礦物性油脂或覆蓋搪瓷、塑料等(2)金屬保護(hù)層：在鋼鐵表面鍍上一層鋅、錫、鉻、鎳等金屬(3)發(fā)藍(lán)處理：鋼鐵部件表面生成一層致密的四氧化三鐵薄膜；(4)鈍化處理：鋁制品的表面形成致密的氧化膜噴漆鍍鉻發(fā)藍(lán)處理包上塑料層燒涂搪瓷3．電化學(xué)保護(hù)法

金屬在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，總是作為原電池負(fù)極（陽極）的金屬被腐蝕，作為正極（陰極）的金屬不被腐蝕，如果能使被保護(hù)的金屬成為陰極，則該金屬就不易被腐蝕。(1)犧牲陽極法陰極保護(hù)法(2)外加電流法(1)犧牲陽極法原理：應(yīng)用

原理，讓被保護(hù)金屬作

極，找另一種活潑性較強(qiáng)金屬作

極原電池正負(fù)船身上裝鋅塊找替罪“陽”實(shí)驗(yàn)4－4實(shí)驗(yàn)裝置電流表陽極陰極現(xiàn)象有關(guān)反應(yīng)(1)現(xiàn)象：偏轉(zhuǎn)溶解無明顯現(xiàn)象犧牲陽極法實(shí)驗(yàn)(1)Zn-2e-=Zn2+O2+2H2O+4e-=4OH-鋅片、鐵片酸化的氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，鋅為陽極（負(fù)極）失電子，被腐蝕，鐵為陰極（正極）被保護(hù)。結(jié)論：Fe2+的檢驗(yàn)：Fe2++K++[Fe(CN)6]3-=KFe

[Fe(CN)6]↓藍(lán)色沉淀黃色溶液犧牲陽極法實(shí)驗(yàn)(2)(2)

現(xiàn)象：纏有鋅片的鐵釘周周圍只出現(xiàn)紅色，纏有銅片的鐵釘銅片周圍出現(xiàn)紅色，同時(shí)鐵釘周圍出現(xiàn)藍(lán)色沉淀。Zn-2e-=Zn2+O2+2H2O+4e-=4OH-鋅片(陽極)：鐵釘(陰極)：銅片(陰極)：鐵釘(陽極)：Fe-2e-=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-結(jié)論：不同金屬構(gòu)成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，較活潑金屬的被腐蝕，相對(duì)不活潑的金屬被保護(hù)。鋅被腐蝕，鐵被保護(hù)鐵被腐蝕，銅被保護(hù)(2)外加電流法應(yīng)用電解池原理，把被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極，用惰性電極作為輔助陽極，外接直流電源。通電后，強(qiáng)制電子流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備，使鋼鐵表面的腐蝕電流降至零或接近等于零。在這個(gè)系統(tǒng)中，鋼鐵設(shè)備被迫成為陰極而受到保護(hù)。

犧牲陽極法外加電流法原理

保護(hù)方法

保護(hù)電流

注意事項(xiàng)

犧牲陽極法和外加電流法的比較原電池電解池使被保護(hù)的金屬與比它活潑的金屬接觸，被保護(hù)的金屬做正極。使被保護(hù)的金屬與電源負(fù)極接觸，被保護(hù)的金屬做陰極。較小較大

負(fù)極（陽極）材料需要定期更換輔助陽極需要定期檢查思考與討論金屬腐蝕快慢的規(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(yīng)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(fù)極）

化學(xué)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(qiáng)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(yīng)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(fù)極，還是電解池的陰、陽極。最后利用金屬腐蝕