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1、第三节第三节 金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护第四章 化学反应与电能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n钢铁生锈钢铁生锈铁锈的主要成分：铁锈的主要成分：Fe2O3XH2Ou铜器生锈铜器生锈铜器表面生成铜器表面生成铜绿铜绿,主要成分：主要成分：Cu2(OH)2CO3meiyangyang8602你知道吗你知道吗?金属腐蚀的危害金属腐蚀的危害使使桥桥梁梁、建建筑筑物物的的金金属属构构架架强强度度降降低低而而造造成成坍坍塌塌机机器器设设备备、仪仪器器、仪仪表表的的精精度度和和灵灵敏敏度度降降低低，直直至至报报废废使使地地下下金金属属管管道道发发生生泄泄漏漏、轮轮船船船船体体损损坏坏
2、等等阅读教材阅读教材P107，并回答，并回答 1 1、什么是金属的腐蚀？、什么是金属的腐蚀？2 2、金属的腐蚀可分为哪几类？、金属的腐蚀可分为哪几类？一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀1.1.定义定义：金属阳离子金属阳离子失失e-,氧化反应氧化反应金属原子金属原子2.本质本质：金属跟周围接触到的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀M ne-Mn+3.3.分类分类：化学腐蚀化学腐蚀电电化学腐蚀化学腐蚀主要主要:金属金属跟接触到的跟接触到的干燥气体干燥气体(如O2、Cl2、SO2)或或非电解质液非电解质液体体(如石油)等等直接发生化学反应引起的腐蚀叫做发生化学反应引起
3、的腐蚀叫做化学腐蚀化学腐蚀。Fe在高温下直接被O2氧化 化工厂Fe与Cl2直接反应钢管被原油中的含S化合物腐蚀:不纯的金属跟电解质溶液接触时，发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀叫做电化学腐蚀。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀主要主要一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀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联系联系化学腐蚀与电化腐蚀的比较化学腐蚀与电化腐蚀的比较:金属跟氧化剂直接接触金属跟氧化剂直接接触不纯金属不纯金属或或合金合金跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触无无电流产生电流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(直接反应直接反应)较活泼金属较活泼金
4、属被氧化被氧化(原电池反应原电池反应)两者往往两者往往同时发生同时发生，电化学腐蚀电化学腐蚀更更普遍普遍，速率更快meiyangyang8602meiyangyang8602金属的腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀金属与其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2）直接反应而引起的腐蚀。高温条件被腐蚀的燃气灶高温条件被腐蚀的燃气灶当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生氧化还原反应而被腐蚀。电化学腐蚀的过程是如何发生的呢？电化学腐蚀的过程是如何发生的呢？P108【实验实验4-3】金属的吸氧腐蚀和析氢腐蚀金属的吸氧腐蚀和析氢腐蚀P108【实验实验4-3】金属的吸氧腐蚀和析氢腐蚀金属
5、的吸氧腐蚀和析氢腐蚀实验探究(1)铁钉的吸氧腐蚀实验操作实验操作实验现象实验现象实验解释实验解释导管中导管中液面上升液面上升装置中铁、碳、饱和食盐装置中铁、碳、饱和食盐水水构成原电池构成原电池，铁钉发生，铁钉发生吸氧腐蚀吸氧腐蚀，导致，导致压强变小压强变小P108【实验实验4-3】金属的吸氧腐蚀和析氢腐蚀金属的吸氧腐蚀和析氢腐蚀实验探究(2)锌粒的析氢腐蚀实验操作实验操作实验现象实验现象实验解释实验解释两只试管均冒出气两只试管均冒出气泡，且泡，且试管试管中产中产生气泡的生气泡的速率更快速率更快Zn置换置换出出Cu，Zn、Cu、稀、稀盐酸盐酸构成原电池构成原电池，形成，形成电化电化学腐蚀学腐蚀，
6、能，能加快反应速率加快反应速率u钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀和和吸氧腐蚀吸氧腐蚀比较比较条件条件电极电极反应反应联系联系析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀水膜呈较强 性(pH4.3)负极负极Fe(-)Fe-2e-=Fe2+正极正极C(+)2H+2e-=H2总反应总反应:Fe+2H+=Fe2+H2酸酸其他其他u钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀和和吸氧腐蚀吸氧腐蚀比较比较条件条件电极电极反应反应联系联系Fe2O3nH2O(铁锈铁锈)通常两种腐蚀通常两种腐蚀同时存在同时存在，但，但吸氧腐蚀吸氧腐蚀更普遍。更普遍。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀水膜呈较强 性(pH4.3)水膜呈水膜呈性性或或性性负极负极F
7、e(-)Fe-2e-=Fe2+正极正极C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-总反应总反应:Fe+2H+=Fe2+H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+酸酸中中弱酸弱酸其他其他(1)化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生，电化学腐蚀更普遍，速率更大。(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于溶液的酸碱性，以吸氧腐蚀为主。(3)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极都是铁，失电子生成Fe2。注：只有位于氢前的金属才可能发生析氢腐蚀，氢后的金属不能发生氢前和氢后的金属都可发生吸氧腐蚀【思考讨论】连接铜板
8、的铁制品更容易生锈？铁与铜及潮湿的空气构成原电池，铁作负极，因此更容易被腐蚀。1、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：若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 性，性，发生发生 腐蚀腐蚀,电极反应式为：电极反应式为：负极：负极：,正极：正极：。若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈性，发生性，发生腐蚀，腐蚀，电极反应式为：电极反应式为：负极：负极：，正极：正极：。中性或弱酸中性或弱酸吸氧吸氧Fe2e-=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH酸酸析氢析氢Fe2e-=Fe2+2H+2e-=H22.下列现象与下列现象与电化学腐蚀电化学腐蚀无关的是
9、无关的是:():()A.A.黄铜黄铜(铜锌合金铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿制作的铜锣不易产生铜绿B.B.生铁比纯铁更易生锈生铁比纯铁更易生锈C.C.铁质器件附有铜质配件铁质器件附有铜质配件,在接触处易生锈在接触处易生锈D.D.银质奖牌久置表面变暗银质奖牌久置表面变暗E.E.铝片不用特殊方法保护铝片不用特殊方法保护DE 化学腐蚀化学腐蚀 二、金属的腐蚀的快慢规律达标检测1如图所示，各烧杯中均盛的是海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为()ABCDC二、二、金属的防护金属的防护改变金属材料的组成改变金属材料的组成在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层电化学防护电化学防护合金（不锈钢合金（
10、不锈钢合金（不锈钢合金（不锈钢、钛合金）利用利用利用利用“原电池原电池原电池原电池”和和和和“电解池电解池电解池电解池”保护金属保护金属保护金属保护金属电镀电镀电镀电镀(镀Zn、镀Sn、镀Cr等)、涂油脂、钝化等涂油脂、钝化等涂油脂、钝化等涂油脂、钝化等交流与讨论交流与讨论:请大家根据请大家根据铁生锈铁生锈的原理，的原理，思考应采取思考应采取什么措施什么措施防止铁生锈？防止铁生锈？请大家阅读课本108-111二、金属的防护衣架和电线的外面衣架和电线的外面包上一层塑料层包上一层塑料层生活中常见的一些防护措施生活中常见的一些防护措施给给链条链条涂上涂上机油机油,给给支架支架烤上一层烤上一层漆漆,将
11、将齿轮齿轮镀上一层镀上一层铬铬并涂上并涂上机油机油。健身器材刷油漆以防锈健身器材刷油漆以防锈钢圈和车铃是在钢上镀上钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的一层既耐腐蚀又耐磨的Cr图 课本P109页白铁皮马口铁白铁皮（镀锌铁）白铁皮（镀锌铁）负极：2Zn 4e-=2Zn2+正极：O2+4e-+2H2O=4OH-总反应：2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2结论：牺牲锌保护铁-+马口铁（镀锡铁）负极：2Fe 4e-=2Fe2+正极：O2+4e-+2H2O=4OH-总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2结论：牺牲铁保护锡-+I I I _电 化 学 保 护 法1-牺 牲 阳 极 的 阴
12、 极 保 护 法牺牲阳极的阴极保护法用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块须定期更换【实验实验4-44-4】实验装置实验装置电流表电流表阳极阳极阴极阴极现象现象有关反应有关反应偏转偏转锌片逐渐溶解锌片逐渐溶解铁电极上有气泡冒出铁电极上有气泡冒出Zn-2e-=Zn22H2e=H2【现象】【现象】试管中滴入试管中滴入2滴滴K3Fe(CN)6(铁氰化钾铁氰化钾)溶液，无明显变化，即溶液，无明显变化，即溶液中无溶液中无Fe2+【实验实验4-4(1)】【结论】【结论】Fe电极被保护，不发生反应。电极被保护，不发生反应。Fe、Zn和经过酸化的和经过酸化的NaCl溶液溶液构成原电池；构成原电池；Zn
13、作负极被腐蚀，作负极被腐蚀，Fe作正极被保护。作正极被保护。Fe2+与铁氰化钾（与铁氰化钾（K3Fe(CN)6）溶液（）溶液（黄黄色）色）反应反应生生成带有特征成带有特征蓝蓝色的铁氰化色的铁氰化亚铁（亚铁（FeKFe(CN)6）沉淀）沉淀Fe2+的检验的检验实验实验装置装置实验现象实验现象实验实验解释解释及结论及结论裹裹有铜丝的铁有铜丝的铁钉，铁钉逐渐钉，铁钉逐渐溶解，铁钉附溶解，铁钉附近溶液中产生近溶液中产生蓝色蓝色固体固体。裹有锌片的铁钉，裹有锌片的铁钉，锌片逐渐溶解，锌片逐渐溶解，铁钉附近溶液变铁钉附近溶液变红色。红色。铁作负极，发生反应：铁作负极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+；铜作
14、正极，发生反应：铜作正极，发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH-Fe2+与与Fe(CN)63反应生成带有特反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀征蓝色的铁氰化亚铁沉淀铁作负极，发生氧化反应，被腐蚀铁作负极，发生氧化反应，被腐蚀锌锌作负极，发生反应：作负极，发生反应：Zn-2e-=Zn2+；铁作正极，发生反应铁作正极，发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH-铁作正极，不反应，被保护铁作正极，不反应，被保护【实验实验44(2)44(2)】书书P110 牺牲阳极法的实验探究牺牲阳极法的实验探究【资料卡片资料卡片】Fe2的检验方法的检验方法：Fe2与黄与黄色色K3Fe(CN)6(铁氰化钾铁氰化钾)
15、溶液溶液反应生成特反应生成特征征蓝色沉淀蓝色沉淀。科学实验表明，实验过程中，可以看到溶液中产生了蓝色沉淀。你知道这是为什么吗？Fe+2H+=Fe2+H2说明说明化学腐蚀和电化学腐蚀化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生。同时发生。课堂课堂练习练习1 1、结合结合如图判断，下列叙述正确的是如图判断，下列叙述正确的是()A和和中正极均被保护中正极均被保护B和和中负极反应均是中负极反应均是Fe2e=Fe2C和和中正极反应均是中正极反应均是O22H2O4e=4OHD和和中分别加入少量中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀溶液，均有蓝色沉淀A 2-外外 加加 电电 流流 的的 阴阴 极极 保保 护护
16、法法通电后，强制电子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。在这个系统中，钢铁设备被迫成为阴极而受到保护。用外加电流方法防止地下钢铁管道的腐蚀课本P111页比较比较牺牲阳极法牺牲阳极法外加电流法外加电流法原理原理辅助阳极的辅助阳极的化学性质化学性质辅助阳极发生的辅助阳极发生的电极反应类型电极反应类型原电池原理原电池原理电解原理电解原理活泼活泼惰性惰性氧化反应氧化反应氧化反应氧化反应金属的防护改变金属的内部组织结构。金属表面覆盖保护层。牺牲阳极法外加电流法金属材料与金属接触与金属接触的物质的物质被保护金属成为阴极电化学保护法课堂小结课堂小结防腐措施由好到坏的顺序如下：防腐措
17、施由好到坏的顺序如下：在在同一电解质溶液同一电解质溶液中，中，金属腐蚀的快慢金属腐蚀的快慢：规律小结规律小结&电解原理电解原理引起的腐蚀引起的腐蚀原电池原理原电池原理引起的腐蚀引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀有防腐措施的腐蚀&外接电源外接电源的阴极保护法的阴极保护法(电解池电解池)牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法(原电池原电池)有有一般防腐一般防腐条件保护条件保护无防腐条件meiyangyang86021、下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是.电解池阳极腐蚀原电池负极腐蚀化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极2、海港、码头的钢制管桩会受到海水的长期侵袭，常用外加电流法对其
18、海港、码头的钢制管桩会受到海水的长期侵袭，常用外加电流法对其进行保护（如下图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极），下列有关叙进行保护（如下图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极），下列有关叙述中述中错误错误的是（的是（）A.高硅铸铁是作为损耗阳极材料发挥作用的高硅铸铁是作为损耗阳极材料发挥作用的B.通电后外电路的电子被强制流向钢制管桩通电后外电路的电子被强制流向钢制管桩C.保护电流应该根据环境条件变化进行调整保护电流应该根据环境条件变化进行调整D.通电通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零A3、将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，
19、下列有关说法正确的是（）A阴极的电极反应式为B金属M的活动性比Fe的活动性弱C钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快Fe 2e-=Fe2+C阴极(正极)得电子发生还原反应改为强改为慢4、利用如图装置进行实验，开始时，利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，两处液面相平，密封好，放置一段时间，下列说法放置一段时间，下列说法不正确不正确的是的是Aa管发生吸氧腐蚀，管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀管发生析氢腐蚀B一段时间后，一段时间后，a管液面高于管液面高于b管液面管液面Ca、b处溶液的处溶液的pH增大增大Da、b两处具有相同的电极反应式：两处具有相同的电极反应式：Fe-3e-=Fe3+D5.5.家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中在此变化过程中不发生不发生的化学反应是的化学反应是()()A.4Fe(OH)A.4Fe(OH)2 22H2H2 2O OO O2 2=4Fe(OH)=4Fe(OH)3 3B.2FeB.2Fe2H2H2 2O OO O2 2=2Fe(OH)=2Fe(OH)2 2C.2HC.2H2 2O OO O2 24e4e=4OH=4OHD.FeD.Fe3e3e=Fe=Fe3 3