第四节 金属的电化学腐蚀与防护

金属的腐蚀在生活中非常普遍 钢铁生锈

铜器生锈 铜器表面生成铜绿

一、金属的电化学腐蚀 阅读课本P84-85，回答以下问题： 1、什么是金属腐蚀？其本质是什么？ 2、金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，两者有何不同？ 3、电化学腐蚀可分为哪些种类？它们的区别在哪里？

问题1、什么是金属腐蚀？其本质是什么？ 一、金属的腐蚀 M－ne－→Mn+ 金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。 本质：金属原子失去电子被氧化的过程。 M－ne－→Mn+

问题2、金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化 学腐蚀，两者有何不同？ 化学腐蚀： (金属次要腐蚀方式) 金属跟接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）或非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。 电化学腐蚀： (金属主要腐蚀方式) 不纯的金属跟电解质溶液接触时，发生原电池反应而引起的腐蚀。 思考：金属主要通过哪种方式被腐蚀？

化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 现象 本质 影响 因素 联系 不纯金属或合金 跟电解质溶液接触 无电流产生 金属跟干燥气体或非电解质液体直接接触 无电流产生 有微弱电流产生 金属被氧化 较活泼金属被氧化 与接触物质的氧化性及温度有关 与电解质溶液的酸碱性及金属活性有关 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍

问：下面的两种腐蚀有何不同？发生条件、 现象有何不一样？有何共同点？ 甲 乙 钢铁的析氢腐蚀示意图 钢铁的吸氧腐蚀示意图 钢铁在潮湿的空气中发生的电化学腐蚀的原理： 负极(Fe): Fe—2e— = Fe2+ 正极(C): 甲 2H++2e— = H2↑ 释放氢气 乙 2H2O+O2+4e— = 4OH— 吸收氧气

钢铁腐蚀 —电化学腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 电极反应 负极Fe(-) 正极C(+) 总反应 联系 水膜呈强酸性 水膜呈中性或弱酸性 Fe-2e-=Fe2+ 2Fe-4e-=2Fe2+ 2H++2e－=H2↑ O2+2H2O+4e-=4OH- 2H++Fe=Fe2++H2↑ 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 Fe2O3·nH2O 金属的腐蚀以电化学腐蚀为主， 电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH≥5.6时) 若pH<5.6时则为析氢腐蚀。

2Cu(OH)2 + CO2 = Cu2(OH)2CO3+H2O 说明：由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式；只有在金属活动顺序中 的金属才可能发生析氢腐蚀，而 的金属只能发生吸氧腐蚀。 氢前面 氢以后 如：铜绿的形成原理为： 负极（Cu）： 正极（杂质）： 总反应为： 2Cu – 4e- = 2 Cu2+ O2 + 2 H2O + 4e- = 4OH- 2Cu + 2H2O + O2 = 2 Cu(OH)2 2Cu(OH)2 + CO2 = Cu2(OH)2CO3+H2O

电化学腐蚀 [实验4-3] 实验现象： 几分钟后,装置中的导管中水柱上升 讨论，小结： 装置中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小， 则装置中有气体参加反应。

2、电化学防护有哪些类型？原理是什么？二者有何区别？ 二、金属的电化学防护 阅读课本P86-87回答以下问题： 1、金属防护的方法有哪些？ 2、电化学防护有哪些类型？原理是什么？二者有何区别？

金属的防护方法 ①改变金属的内部结构 ——合金（不锈钢） ②在金属表面覆盖保护层 ——电镀、涂油脂 ③电化学防护 利用“原电池”和“电解池”保护金属

[思考与交流] 你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗? 镀铬 烤蓝 烤漆 涂凡士林 涂机油 镀锌 镀锌镍

e－ e－ 阴 极 正 利用“原电池原理”保护 极金属 1、牺牲阳极的阴极保护法 原电池原理 阳极 正极 —— —— —— —— —— —— —— —— — —— —— —— —— —— —— —— —— — —— 海水 钢闸门 负极 锌板 阴 极 利用“原电池原理”保护 极金属 正

问：下图轮船和钢铁输水管所镶嵌的锌块或链接的镁片有何作用？

阴 利用“电解池原理”保护 极金属 2.外加电流的阴极保护法： 电解池原理 将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极，用惰性电极做辅助阳极，在外加直流电作用下，电子被迫流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面 的腐蚀电流降至零或接近等于零。 辅助阳极（不溶性） 阴 利用“电解池原理”保护 极金属

练习题 1、为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方法是( ) AD A、与直流电源负极相连接 B、与直流电源的正极相连接 C、与铜板相连接 1、为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方法是( ) A、与直流电源负极相连接 B、与直流电源的正极相连接 C、与铜板相连接 D、与锌板相连接 AD

规律小结 1、在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下： 电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀 ＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀 2、防腐措施由好到坏的顺序如下： 外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件 注意：在钢铁的腐蚀过程中，其电化学腐蚀更严重，在电化学腐蚀中，吸氧腐蚀更普遍。

练习题 2、下列各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 。 (5) (2) (1) (3) (4)

练习题 A 3、钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是（ ） ① Fe由单质转化为+2价； ② Fe由+2价转化为+3价； 3、钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是（ ） ① Fe由单质转化为+2价； ② Fe由+2价转化为+3价； ③ 产生氢气；④吸收氧气； ⑤ 杂质C被氧化除去； ⑥ Fe（OH）3失水变成Fe2O3·3H2O.   A. ① ② ③ ④ ⑥   B. ① ③ ④   C. 只有① ③   D. 全部 A

练习题 （1） 4、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察： 若液面上升，则溶液呈 性，发生 腐蚀,电极反应式为： 负极： , 正极： 若液面上升，则溶液呈 性，发生 腐蚀,电极反应式为： 负极： , 正极： 中性或碱性 吸氧 Fe–2e-＝Fe2+ O2+2H2O+4e-＝4OH－ 酸性 （2） 若液面下降，则溶液呈 性，发生　　　腐蚀，电极反应式为：负极： 正极： 。 析氢 Fe–2e-＝Fe2+ 2H++2e-＝H2↑

练习题 5、盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜晶体[(CH3COO)2Cu]，将产生两种影响生成速率的因素，其一是：______________________ _____________________________________， 其二是：_______________________________ _____________________________________。 Zn置换出Cu形成了原电池，从而加快了反应速率 H+与CH3COO－结合生成CH3COOH，使H+浓度减小，从而减慢了反应速率

课堂小结 一.金属的腐蚀 1.定义 2.本质 3.分类 化学腐蚀 钢铁的析氢腐蚀(次要) 电化学腐蚀 钢铁的吸氧腐蚀（主要） 二.金属的防护 1.电化学保护法 2.改善金属的内部组织结构(内因) 3.在金属表面覆盖保护层