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1、第四章第四章 电化学基础电化学基础第四节第四节 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护学习目标：学习目标： 1. 能角解释金属发生电化学腐蚀的原因。能角解释金属发生电化学腐蚀的原因。2.认识金属腐蚀的危害，知道金属防腐的方法。认识金属腐蚀的危害，知道金属防腐的方法。学习重点、难点：学习重点、难点： 吸氧腐蚀，析氢腐蚀的原理。吸氧腐蚀，析氢腐蚀的原理。铁锈斑斑铁锈斑斑,让人心酸！让人心酸！铜器表面生成一层薄薄的铜器表面生成一层薄薄的铜绿铜绿铜绿的主要成分是铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3钢铁钢铁生锈生锈,大桥大桥断裂断裂！据有关专家介绍，全球每一分钟就有据有关专家介绍，全球每一分钟就
2、有1吨钢腐吨钢腐蚀成铁锈，目前我国由于金属材料的腐蚀损失蚀成铁锈，目前我国由于金属材料的腐蚀损失每年大约每年大约5000亿元人民币，约占我国国民生亿元人民币，约占我国国民生产总值的产总值的6%左右。左右。 一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀 1、定义：、定义：2、本质：、本质：金属失去电子被氧化金属失去电子被氧化M - ne- = Mn+3、分类：、分类：化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀 金属跟接触到的物质（如金属跟接触到的物质（如OO2 2、ClCl2 2、SOSO2 2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀等）直接发生化学反应而引起的腐蚀 金属的活泼性金属的活泼性环境的温度环境的温度氧化剂浓度等氧
3、化剂浓度等化学腐蚀化学腐蚀氧化还原反应氧化还原反应左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的食品罐头放在南极边的食品罐头放在南极90多年了，却很少生锈多年了，却很少生锈升温可加升温可加快金属腐快金属腐蚀蚀电化学腐蚀（主要）电化学腐蚀（主要）不纯的金属（或合金）跟电解质溶不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生液接触时，会发生原电池反应原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。比较活泼的金属失去电子而被氧化。原电池反应原电池反应氧化还原反应氧化还原反应吸氧腐蚀（主要）、析氢腐蚀吸氧腐蚀（主要）、析氢腐蚀负极：负极： Fe - 2e- = Fe2+
4、正极：正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-电池总反应：电池总反应： 2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2总结：总结：中性中性或或酸性很弱或碱性酸性很弱或碱性条件下，条件下，易发生易发生吸氧腐蚀吸氧腐蚀。吸氧腐蚀：吸氧腐蚀：4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 红褐色红褐色“锈斑锈斑”2Fe(OH)3=Fe2O3 + 3 H2OFe2O3+ X H2O = Fe2O3 X H2O 红棕色红棕色“铁锈铁锈”进一步反应：进一步反应：正极：正极： 2H+ 2e- =H2 负极：负极： Fe - 2e- = Fe2+电池反应：电池反应： Fe + 2H+ =F
5、e2+ + H2 总结总结 ：当钢铁处于：当钢铁处于酸性酸性气氛中时，气氛中时，易发生易发生析氢腐蚀析氢腐蚀；析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。析氢腐蚀：析氢腐蚀：化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀条件条件现象现象本质本质相互相互联系联系金属跟氧化性物质金属跟氧化性物质直接接触直接接触不纯不纯金属或合金跟金属或合金跟电解电解质溶液质溶液及氧化剂接触及氧化剂接触无电流无电流产生产生有有微弱电流微弱电流产生产生金属被氧化金属被氧化较活泼较活泼金属被氧化金属被氧化两者往往两者往往同时同时发生，电化腐蚀更普遍
6、发生，电化腐蚀更普遍交流与讨论交流与讨论1. 钢铁制品在什么条件下易生锈？钢铁制品在什么条件下易生锈？2. 钢铁生锈后变红，原因是什么？钢铁生锈后变红，原因是什么？ 因为钢铁是因为钢铁是“铁碳合金铁碳合金”，在电解质溶液中，在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。电化学腐蚀更容易进行。 在在“潮湿环境潮湿环境”（往往会溶有（往往会溶有CO2、SO2等），等），海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，故在海水中钢铁更易被腐蚀，内河的水更强，故在海水中钢铁更易被腐蚀，发生吸氧腐蚀生成发生吸氧腐蚀生成Fe(OH)2,继而被氧化成红褐继而被氧化成红褐
7、色的色的Fe(OH)3。O2 + 2H2O +2Fe= 2Fe(OH)2 4 Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)32H+ + Fe = H2 + Fe2+ 请大家根据铁生锈的原理，思请大家根据铁生锈的原理，思考应采取什么措施防止铁生锈？考应采取什么措施防止铁生锈？请你赶快阅读教材请你赶快阅读教材P86有关内容后，有关内容后，再回答吧！再回答吧！交流与讨论交流与讨论2形成形成原电池原电池反应时，让反应时，让被保护金被保护金属做正极属做正极，不反应，起到保护作，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。用；而活泼金属反应受到腐蚀。例如：锅炉的内壁、船舶的外壳例如：锅炉
8、的内壁、船舶的外壳装上若干镁合金或者锌块。装上若干镁合金或者锌块。1.1.牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法二、金属的电化学保护二、金属的电化学保护 牺牲阳极牺牲阳极的的阴极保护法阴极保护法示意图示意图2.2.外加电流法外加电流法 将被保护金属与另一附加电极作将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使为电解池的两个极，使被保护的金被保护的金属作为阴极属作为阴极，在外加直流电的作用，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。下使阴极得到保护。辅助阳极辅助阳极（不溶性）（不溶性）外加电流外加电流的的阴极保护法阴极保护法示意图示意图 金属防护的几种重要方法：金属防护的几种重要方法：在金属表面覆盖在金属表面
9、覆盖保护层保护层。 改变金属内部的组织结构，制成改变金属内部的组织结构，制成合金合金。 电化学保护法电化学保护法，即将金属作为原电池的，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。正极或电解池的阴极而受到保护。 小结小结随堂练习随堂练习11、如图、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈）若液面上升，则溶液呈 _ 性，发生性，发生 _ 腐蚀腐蚀,电极反应式为：负极：电极反应式为：负极：_ ,正极：正极：_若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈_，发生发生_腐蚀，电极反应式为：腐蚀，电极反应式为：负极：负极：_正极：正极：_（2）中性或碱性中性或碱性 吸氧吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性酸性析氢析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 随堂练习随堂练习2、D 下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是的顺序是(5) (2) (1) (3) (4)补充练习补充练习