441金属的电化学腐蚀

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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 尽管铁链曾经承载着巨大的力量，但是经不尽管铁链曾经承载着巨大的力量，但是经不住时间的考验和风雨的洗礼，如今面目全非不住时间的考验和风雨的洗礼，如今面目全非不堪重负。堪重负。金金属属腐腐蚀蚀现现象象普普遍遍金属腐蚀危害严重金属腐蚀危害严重金属制品腐蚀的调查金属制品腐蚀的调查nn全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达损失约达损失约达损失约达7000700070007000亿美元，是地震、水灾、台亿美元，是地震、水灾、台亿美元，是

2、地震、水灾、台亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的风等自然灾害造成损失总和的风等自然灾害造成损失总和的风等自然灾害造成损失总和的6 6 6 6倍。倍。倍。倍。nn据有关专家介绍，全球每一分钟就有据有关专家介绍，全球每一分钟就有据有关专家介绍，全球每一分钟就有据有关专家介绍，全球每一分钟就有1 1 1 1吨钢吨钢吨钢吨钢腐蚀成铁锈，目前我国由于金属材料的腐腐蚀成铁锈，目前我国由于金属材料的腐腐蚀成铁锈，目前我国由于金属材料的腐腐蚀成铁锈，目前我国由于金属材料的腐蚀损失每年大约蚀损失每年大约蚀损失每年大约蚀损失每年大约5000500050005000亿元人民币，约占我亿元人民币，约占

3、我亿元人民币，约占我亿元人民币，约占我国国民生产总值的国国民生产总值的国国民生产总值的国国民生产总值的6%6%6%6%左右。左右。左右。左右。nn金属腐蚀还可能造成环境污染。金属腐蚀还可能造成环境污染。金属腐蚀还可能造成环境污染。金属腐蚀还可能造成环境污染。资资料料在在线线第四节第四节 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护n面面对对这这样样惊惊人人的的数数据据和和金金属属腐腐蚀蚀危危害害事事实实，同同学学们们有有没没有有想想过过，金金属属怎怎样样被被腐腐蚀蚀？怎怎样防止金属被腐蚀？样防止金属被腐蚀？是指金属或合金跟接触的气体是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现

4、象或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象金属阳离子金属阳离子失失e-（氧化反应）（氧化反应）3.金属腐蚀的类型金属腐蚀的类型化学腐蚀化学腐蚀一、一、金属腐蚀金属腐蚀金属原子金属原子2.金属腐蚀的本质：金属腐蚀的本质：1.金属腐蚀金属腐蚀:M ne-Mn+电化学腐蚀电化学腐蚀（1）化学腐蚀）化学腐蚀 金属跟接触到的金属跟接触到的干燥气体干燥气体或或非电解质液非电解质液体体直接发生化学反应直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。腐蚀。（2）电化学腐蚀）电化学腐蚀 不纯的金属不纯的金属跟电解质溶液接触时，会跟电解质溶液接触时，会发发生原电池反应生原电池反应，比较活泼的金属失电子

5、而被，比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀叫做电化学腐蚀。氧化的腐蚀叫做电化学腐蚀。二二.金属腐蚀的类型金属腐蚀的类型无电流产生无电流产生微弱电流产生微弱电流产生问题讨论：问题讨论：钢铁及其制品钢铁及其制品通常为含碳的铁通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里或湿度较大的环合金，若在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置境里长期放置,常易生锈变红，原因是什么常易生锈变红，原因是什么？联系：联系：两种腐蚀往往同时发生，但电化学两种腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，腐蚀更快、危害腐蚀比化学腐蚀更普遍，腐蚀更快、危害更大。更大。三三.钢铁的腐蚀钢铁的腐蚀负极：负极：Fe-2e-=Fe2+正极

6、：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-电池反应：电池反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2总结：总结：金属表面吸附的水膜呈金属表面吸附的水膜呈中性中性或或酸性很酸性很装置中装置中进一步反应：进一步反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O铁锈铁锈正极：正极：2H+2e-=H2 负极：负极：Fe-2e-=Fe2+电池反应：电池反应：Fe+2H+=Fe2+H2 总结：总结：金属表面水膜溶解金属表面水膜溶解 大气中的大气中的酸性酸性气体，使水气体，使水 膜中含有一定量的膜中含有一定量的H+,使使 溶液呈溶液呈一定酸性一

7、定酸性发生的电发生的电 化腐蚀叫化腐蚀叫析氢腐蚀析氢腐蚀。问题思考：问题思考：如果将铁钉浸没在一定酸性的电如果将铁钉浸没在一定酸性的电解质溶液中电极反应有变化吗？解质溶液中电极反应有变化吗？请解释下列有关铁腐蚀现象的原因。请解释下列有关铁腐蚀现象的原因。2.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。是由于铁与铜吸收空气中的水蒸汽形成是由于铁与铜吸收空气中的水蒸汽形成水膜构成了原电池，水膜构成了原电池，较活泼的铁作较活泼的铁作原电池原电池的负极的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。，因此铁易被腐蚀而生锈。1.灶台上炒菜的铁锅放置后什么位置容易生灶台上炒菜的铁锅放置后什么位置容易生锈，为

8、什么？锈，为什么？炒菜的铁锅有残存的氯化钠，放置后水炒菜的铁锅有残存的氯化钠，放置后水滴容易聚集到锅底，与水接触的界面构成滴容易聚集到锅底，与水接触的界面构成吸氧腐蚀吸氧腐蚀，形成铁锈。，形成铁锈。下列有关金属腐下列有关金属腐蚀蚀的的说说法中正确的是法中正确的是()A金属腐金属腐蚀蚀指不指不纯纯金属与接触到的金属与接触到的电电解解质质溶液溶液进进行化学反行化学反应应而而损损耗的耗的过过程程 B电电化学腐化学腐蚀蚀指在外加指在外加电电流的作用下不流的作用下不纯纯金属金属发发生化学反生化学反应应而而损损耗的耗的过过程程 C钢铁钢铁腐腐蚀蚀最普遍的是吸氧腐最普遍的是吸氧腐蚀蚀，负负极吸极吸收氧气，收

9、氧气，产产物最物最终转终转化化为铁锈为铁锈 D金属的金属的电电化学腐化学腐蚀蚀和化学腐和化学腐蚀蚀本本质质相同，相同，但但电电化学腐化学腐蚀蚀伴有伴有电电流流产产生生D下图装置中，下图装置中，U型管内为红墨水，型管内为红墨水，a、b试管内分试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是置一段时间。下列有关描述错误的是()A生铁块中的碳是生铁块中的碳是 原电池的正极原电池的正极B红墨水柱两边的液面红墨水柱两边的液面 变为左低右高变为左低右高C两试管中相同的两试管中相同的 电极反应式是：电极反应式是：Fe-2e-=Fe2

10、+Da试管中发生了吸氧腐蚀，试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析试管中发生了析氢腐蚀氢腐蚀B 四、四、金属的防护金属的防护(1)改变金属的内部结构改变金属的内部结构(2)在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层(3)金属的电化学防护金属的电化学防护合金（不锈钢）合金（不锈钢）利用利用“原电池原电池”和和“电解池电解池”保护金属保护金属电镀、涂油脂电镀、涂油脂 海水海水钢钢闸闸门门 锌板锌板利用利用“原电池原理原电池原理”保护保护 极金属极金属正极正极负极负极ee正正 阳极阳极阴阴极极“牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法”(3)金属的电化学防护金属的电化学防护1、“牺牲阳极的阴极保护法牺

11、牲阳极的阴极保护法”利用利用“原理原理”保护保护 极金属极金属原电池原电池正正 海水海水钢钢闸闸门门 惰性惰性 电极电极利用利用“电解池原理电解池原理”保护保护 极金属极金属阳极阳极阴极阴极ee阴阴“外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法”1、“牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法”利用利用“原电池原电池原理原理”保护保护正极正极金属金属2、“外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法”利用利用“原理原理”保护保护 金金属属电解池电解池阴极阴极(3)金属的电化学防护金属的电化学防护下列各情况，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的顺序是顺序是 (1)(1)在同一电解质

12、溶液中：在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐原电池原理引起的腐蚀蚀 化学腐蚀化学腐蚀 有防护措施的腐蚀有防护措施的腐蚀(2)(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为：的顺序为：强电解质溶液强电解质溶液 弱电解质溶液弱电解质溶液 非电解质溶液非电解质溶液规律：规律：金属腐蚀快慢的判断方法金属腐蚀快慢的判断方法阳极阳极负极负极(3)(3)无保护措施的金属腐蚀无保护措施的金属腐蚀 有一定保护措有一定保护措施的金属腐蚀施的金属腐蚀 牺牲阳极的阴极金属的腐蚀牺牲阳极的阴极金属的腐蚀 有外接电源的阴极金属腐蚀。有外接电源的阴

13、极金属腐蚀。(4)(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。浓度越大，腐蚀越快。原电池正极原电池正极电解池阴极电解池阴极表面表面镀镀有保有保护护金属金属层层的的铁铁片，当片，当镀层镀层有有破破损时损时比普通比普通铁铁片更片更易腐易腐蚀蚀的是的是A白白铁铁（镀锌铁镀锌铁）B马马口口铁铁（镀锡铁镀锡铁）C镀镍铁镀镍铁 D镀铜铁镀铜铁相同材相同材质质的的铁铁在在图图中四种情况下最不易被中四种情况下最不易被腐腐蚀蚀的是的是()C下列事实不能用电化学理论解释的是下列事实不能用电化学理论解释的是 A轮船水线以下的船壳上装一定数量的轮船水线以下的船壳上装一

14、定数量的 锌块锌块B铝片不用特殊方法保护铝片不用特殊方法保护C纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸 铜溶液后速率加快铜溶液后速率加快D镀锌铁比镀锡铁耐用镀锌铁比镀锡铁耐用家用炒菜家用炒菜铁锅铁锅用水清洗放置后，出用水清洗放置后，出现红现红棕棕色的色的锈锈斑，在此斑，在此变变化化过过程中不程中不发发生的化学生的化学反反应应是是A.4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3B.2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2C.2H2OO24e=4OHD.Fe3e=Fe3铁铁棒与石墨棒用棒与石墨棒用导线连导线连接后浸入接后浸入0.01 molL1的食的食盐盐溶液中，可能出溶液中，可能出现现的的现现象是象是A.铁铁棒附近棒附近产产生生OHB.铁铁棒被腐棒被腐蚀蚀C.石墨棒上放出石墨棒上放出Cl2D.石墨棒上放出石墨棒上放出O2用用“短短线线”将下列金属的防将下列金属的防护护方法方法连线连线。(1)加保加保护层护层(2)牺牺牲阳极阴极保牲阳极阴极保护护法法 (3)外加外加电电源的阴极保源的阴极保护护法法(4)改改变变内部内部结结构构 A钢闸门与直流电源负钢闸门与直流电源负极相连极相连B电线外面包塑料法电线外面包塑料法C普通钢制镍铬钢普通钢制镍铬钢D轮船外壳装上锌块轮船外壳装上锌块答案：答案：(1)B(2)D(3)A(4)C