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1、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 电化学基础电化学基础祁东一中化学组祁东一中化学组 唐翔唐翔锈迹斑斑锈迹斑斑铁生锈铁生锈（铁锈主要成分（铁锈主要成分Fe2O3.xH2O）金属的腐蚀在生活中非常普遍金属的腐蚀在生活中非常普遍钢铁生锈钢铁生锈铜器生锈铜器生锈铜器表面生成铜绿铜器表面生成铜绿科学探究科学探究 现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、NaClNaCl溶液、溶液、CHCH3 3COOHCOOH溶液和煮沸后迅速冷却溶液和煮沸后迅速冷却的蒸馏水、无水氯化钙、棉花，你也可以选的蒸馏水、无水氯化钙、棉花，你也可以选用其他物品，设计实验探究铁钉
2、锈蚀需要哪用其他物品，设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率快。些条件，以及在什么条件下锈蚀速率快。不同条件下铁钉的腐蚀不同条件下铁钉的腐蚀实实验验方方案案煮沸后迅速煮沸后迅速冷却的蒸馏冷却的蒸馏水水棉花与无水棉花与无水氯化钙氯化钙煮沸后迅煮沸后迅速冷却的速冷却的蒸馏水蒸馏水NaClNaCl溶液溶液CHCH3 3COOHCOOH溶溶液液记记录录结结论论铁钉表铁钉表面有较面有较多铁锈多铁锈 无锈蚀无锈蚀 植植物物油油铁钉表面铁钉表面有较多铁有较多铁锈锈 与空气接与空气接触部分有触部分有铁锈铁锈 无锈蚀无锈蚀 铁钉与空气、水同时接触才会锈蚀，且有电铁钉与空气、水同时接触才会锈蚀
3、，且有电解质溶液时锈蚀加快，相同时间产生更多的铁锈。解质溶液时锈蚀加快，相同时间产生更多的铁锈。 煮沸后迅煮沸后迅速冷却的速冷却的蒸馏水且蒸馏水且加植物油加植物油+铁钉铁钉 棉花棉花+干干燥剂氯化燥剂氯化钙钙+铁钉铁钉且盖上塞且盖上塞子子 蒸馏水蒸馏水+铁钉铁钉 NaCl溶液溶液+铁钉铁钉 醋酸溶液醋酸溶液+铁钉铁钉 1.金属的电化学腐蚀金属的电化学腐蚀： 不纯的金属与电解质溶液接触时，不纯的金属与电解质溶液接触时，发生原电池反应，比较活泼的金属失发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化。去电子被氧化。一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀 金属跟接触到的干燥气体（如金属跟接触到的干燥气体（如SO2
4、、Cl2、O2等）或非电解质溶液（石油）等直接发等）或非电解质溶液（石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。生化学反应而引起的腐蚀。 2.2.化学腐蚀：化学腐蚀：化学腐蚀的化学腐蚀的速度随温度速度随温度升高而加快升高而加快化学腐蚀：化学腐蚀：家用燃气灶的中心部位很家用燃气灶的中心部位很容易生锈容易生锈食品罐头放在南极食品罐头放在南极80多多年了，却很少生锈年了，却很少生锈温度对化学腐蚀的影响：温度对化学腐蚀的影响： 升温加快升温加快金属腐蚀金属腐蚀 降温减慢降温减慢金属腐蚀金属腐蚀钢铁腐蚀钢铁腐蚀析析氢腐蚀氢腐蚀吸吸氧腐蚀氧腐蚀条件条件电电极极反反应应负极负极Fe(-)正极正极C(+)总反应总反
5、应联系联系水膜呈水膜呈强酸性强酸性水膜呈水膜呈中性中性或或弱酸性弱酸性Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2H+2e-=H22H+Fe=Fe2+H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金属的腐蚀以电化腐蚀为主，金属的腐蚀以电化腐蚀为主，电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主。电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主。2Fe(OH)3=Fe2O3 xH2O+（3-x）H2O类型类型化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀发生的发生的条件条件电流电流本质本质相互相互关系关系金属与接触金属与接触物直接反应物直接反应不纯金属或合金与电不纯
6、金属或合金与电解质溶液形成原电池解质溶液形成原电池无电流产生无电流产生有电流产生有电流产生金属被腐蚀金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀比较化学腐蚀与电化学腐蚀比较M - ne- = Mn+(发生氧化反应发生氧化反应) 请解释解释图片中出请解释解释图片中出现的现象的原因。现的现象的原因。 由于铁钉发生吸氧腐蚀，氧气被消耗掉，导致由于铁钉发生吸氧腐蚀，氧气被消耗掉，导致具支试管内的压强降低，外界大气压把水压入导管具支试管内的压强降低，外界大气压把水压入导管内。内。用牺牲锌块的方法来保护用牺牲锌块的方法来保护船身上装锌块船身上装锌块二、金属的电化学防护二、金属的电化学防护
7、把锌换成铜块效果如何？把锌换成铜块效果如何？1、牺牲阳极的阴极保护法、牺牲阳极的阴极保护法2、外加电流的阴极保护法、外加电流的阴极保护法二、金属的电化学防护方二、金属的电化学防护方法法外加电流的阴极保护法：外加电流的阴极保护法：将被保护的钢铁设备（如钢闸门）连在电源的负极，将被保护的钢铁设备（如钢闸门）连在电源的负极，用惰性电极做辅助阳极，在外加直流电作用下，电子被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。零或接近等于零。辅助阳极辅助阳极（不溶性）（不溶性）外加电流的阴极保护法
8、示意图1、牺牲阳极的阴极保护法、牺牲阳极的阴极保护法2、外加电流的阴极保护法、外加电流的阴极保护法二、金属的电化学防护方二、金属的电化学防护方法法 3、其他方法其他方法危害：损失金属材料，损失设备危害：损失金属材料，损失设备本质：本质：金属的腐蚀金属的腐蚀特征：伴有电流特征：伴有电流电化学电化学腐蚀腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀（主）吸氧腐蚀（主）化学腐化学腐蚀蚀地位：次要地位：次要特征：无电流产生特征：无电流产生地位：主要地位：主要小结小结类型及类型及危害危害类型类型M-ne-=Mn+ 氧化反应氧化反应金属防护金属防护本质：本质：方法方法应用电化应用电化学保护学保护其他其他牺牲阳极的阴牺牲阳极
9、的阴极保护法极保护法外加电流的阴外加电流的阴极保护法极保护法改变金属的内部改变金属的内部结构结构在金属表面盖保在金属表面盖保护层护层阻止阻止M-ne-=Mn+ 的发生的发生 下列各情况下，其中下列各情况下，其中FeFe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序的顺序是是 。(5)(2) (1)(3)(4)三、（扩展）判断金属腐蚀快慢的规律三、（扩展）判断金属腐蚀快慢的规律 不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而原电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而耗损。金属的腐蚀的快慢与下列两种因素有关：耗损。金属的腐蚀的快慢与下列两种因素有
10、关：（1）与构成原电池的材料有关。两级材料的活）与构成原电池的材料有关。两级材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率越快。泼金属被腐蚀的速率越快。（2）与金属所接触的电解质强弱有关。活泼金）与金属所接触的电解质强弱有关。活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质中的腐蚀。质中的腐蚀。 A.锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量的硫酸铜能加快反应速率量的硫酸铜能加快反应速率
11、B.镀层破损后，白铁镀层破损后，白铁(镀锌的铁镀锌的铁)比马比马口铁口铁(镀锡的铁镀锡的铁)更易被腐蚀更易被腐蚀 C.钢铁表面常易被锈蚀生钢铁表面常易被锈蚀生Fe2O3nH2O D.钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，电极反应相同的是负极反电极反应相同的是负极反应1.下列叙述不正确的是下列叙述不正确的是 （ ）BA.潮湿疏松透气的土壤中B.含铁元素较多的酸性土壤中C.干燥致密不透气的土壤中D.含碳量较高，潮湿透气的中性土壤中2.下列情况下，埋在地下的输油铸铁管道被腐蚀最慢的是（ ）C3.钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是( ) Fe由单质转化为由单质转化为+2价；价； Fe由由+2价转化为价转化为+3价；价； 产生氢气；产生氢气；产生氧气；产生氧气； 杂质杂质C被氧化除去；被氧化除去； Fe（OH）3失水变成失水变成Fe2O33H2O. A. B. C. 只有只有 D. 全部全部A4.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AD5.以下现象与电化学腐蚀无关的是（）A.黄铜(铜锌合金)制作的锣不易产生铜绿B.生铁比纯铁容易生锈C.铁质配件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D.银质物品久置表面变暗D