金屬腐蝕與防護

1、1.3 化學能轉(zhuǎn)化為電能化學能轉(zhuǎn)化為電能電池電池三三 、金屬的腐蝕與防護、金屬的腐蝕與防護（一（一) 金屬的腐蝕金屬的腐蝕1. 定義：定義： 金屬（或合金）跟周圍接觸到的氣體金屬（或合金）跟周圍接觸到的氣體（或液體）反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。（或液體）反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。3. 實質(zhì)：實質(zhì)：金屬原子金屬原子氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)失失e-金屬陽離子金屬陽離子2. 分類：分類：化學腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕電化學腐蝕下一頁下一頁(1) 化學腐蝕化學腐蝕 金屬與接觸到的干燥氣體（如金屬與接觸到的干燥氣體（如O2、Cl2、SO2等）或非電解質(zhì)液體（如石油）等直接發(fā)等）或非電解質(zhì)液體（如石油）等直接發(fā)生化學反應(yīng)而引起

2、的腐蝕。生化學反應(yīng)而引起的腐蝕。(2) 電化學腐蝕電化學腐蝕 不純的金屬不純的金屬(或合金或合金)跟電解質(zhì)溶液接觸時跟電解質(zhì)溶液接觸時,會發(fā)生原電池反應(yīng)會發(fā)生原電池反應(yīng),比較活潑的金屬失去電子而比較活潑的金屬失去電子而被氧化。被氧化。（二）金屬電化學腐蝕的原理（二）金屬電化學腐蝕的原理 吸氧腐蝕吸氧腐蝕(水膜呈水膜呈堿性、中性堿性、中性或或酸性很弱酸性很弱）鋼鐵的鋼鐵的吸氧腐蝕吸氧腐蝕示意圖示意圖析氫腐蝕析氫腐蝕 （水膜呈（水膜呈酸性酸性）鋼鐵的鋼鐵的析氫腐蝕析氫腐蝕示意圖示意圖例例1:埋在地下的輸油鑄鐵管道，在下列各種情況埋在地下的輸油鑄鐵管道，在下列各種情況 下，被腐蝕速度最慢的是下，被腐

3、蝕速度最慢的是 ( ) A. 在含鐵元素較多的酸性土壤中在含鐵元素較多的酸性土壤中 B. 在潮濕疏松透氣的土壤中在潮濕疏松透氣的土壤中 C. 在干燥致密不透氣的土壤中在干燥致密不透氣的土壤中 D. 在含碳粒較多、潮濕透氣的土壤中在含碳粒較多、潮濕透氣的土壤中例例2:家用炒菜鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹家用炒菜鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹 斑。在此變化過程中不可能發(fā)生的化學反應(yīng)是斑。在此變化過程中不可能發(fā)生的化學反應(yīng)是 A. 4Fe(OH)2+2H2O+O2 = 4Fe(OH)3 B. 2Fe+2H2O+O2 = 2Fe(OH)2 C. 正極反應(yīng)：正極反應(yīng)：2H2O+O2+4e4OH D

4、. 負極反應(yīng)：負極反應(yīng)：FeFe3+3e吸氧腐蝕吸氧腐蝕析氫腐蝕析氫腐蝕發(fā)生發(fā)生條件條件電極電極反應(yīng)反應(yīng)負負極極正正極極總總反反應(yīng)應(yīng)聯(lián)系聯(lián)系鋼鐵表面吸附的水膜中溶有鋼鐵表面吸附的水膜中溶有O2 并呈并呈極弱酸性或中性極弱酸性或中性，反，反應(yīng)中應(yīng)中 O2得電子被還原為得電子被還原為OH鋼鐵表面吸附的水鋼鐵表面吸附的水膜呈現(xiàn)較強膜呈現(xiàn)較強酸性酸性。反應(yīng)時有反應(yīng)時有H2析出。析出。FeFe2+2e-2Fe2Fe2+4e-2H+2e-H2O2+2H2O+4e-4OH2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe+2H+=Fe2+ H2 通常兩種腐蝕同

5、時存在，后者（通常兩種腐蝕同時存在，后者（吸氧腐蝕吸氧腐蝕）更普遍）更普遍金屬腐蝕金屬腐蝕的實質(zhì)的實質(zhì)金屬的腐蝕金屬的腐蝕種類種類原理原理區(qū)別區(qū)別聯(lián)系聯(lián)系金屬的化學腐蝕與電化學腐蝕金屬的化學腐蝕與電化學腐蝕金屬原子失去電子被氧化而消耗的過程：金屬原子失去電子被氧化而消耗的過程：MMn+ ne-化學腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕電化學腐蝕金屬和其它物質(zhì)直接接金屬和其它物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕引起的腐蝕不純金屬或合金發(fā)生原電池不純金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)，使較活潑的金屬失電反應(yīng)，使較活潑的金屬失電子被氧化而引起的腐蝕子被氧化而引起的腐蝕直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)直接發(fā)生氧化還

6、原反應(yīng)發(fā)生原電池反應(yīng)發(fā)生原電池反應(yīng)腐蝕過程無電流產(chǎn)生腐蝕過程無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生金屬被腐蝕金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕往往同時發(fā)生，但電化學腐蝕更普往往同時發(fā)生，但電化學腐蝕更普遍，速率更快。遍，速率更快。 （三）金屬的防護措施（三）金屬的防護措施2. 在金屬表面覆蓋一層保護層在金屬表面覆蓋一層保護層1改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使金屬性質(zhì)改改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使金屬性質(zhì)改 變，成為合金。變，成為合金。使使用用不不銹銹鋼鋼使用馬口鐵使用馬口鐵:在鐵皮鍍上千分之一在鐵皮鍍上千分之一厘米的錫厘米的錫,可隔絕空氣與水可隔絕空氣與水在在金金屬屬表表面面烤烤漆漆交流研討 不同金屬鍍層對金

7、屬的保護作用一不同金屬鍍層對金屬的保護作用一樣嗎？樣嗎？ 如果分別在鐵制品表面鍍上鋅保護層如果分別在鐵制品表面鍍上鋅保護層和錫保護層，請根據(jù)三種金屬的原子失和錫保護層，請根據(jù)三種金屬的原子失電子能力的大小分析：當鍍層局部破損電子能力的大小分析：當鍍層局部破損時，鋅鍍層和錫鍍層還能對鐵制品起保時，鋅鍍層和錫鍍層還能對鐵制品起保護作用嗎？護作用嗎？犧犧牲牲陽陽極極保保護護法法3. 電化學保護法電化學保護法 犧牲陽極的陰極保護法示意圖犧牲陽極的陰極保護法示意圖2. 外加電流法外加電流法 輔助陽極輔助陽極（不溶性）（不溶性）外加電流的陰極保護法示意圖外加電流的陰極保護法示意圖金屬防護的幾種重要方法金屬

8、防護的幾種重要方法在金屬表面覆蓋保護層。在金屬表面覆蓋保護層。 改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成合金。改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成合金。 電化學保護法，即將金屬作為原電池的電化學保護法，即將金屬作為原電池的 正極或電解池的陰極而受到保護。正極或電解池的陰極而受到保護。 小結(jié)小結(jié)外加電源在金屬表面形成保護膜外加電源在金屬表面形成保護膜 例例3:為了避免青銅器生成銅綠，以下方法為了避免青銅器生成銅綠，以下方法 正確的是正確的是 A. 將青銅器放在銀質(zhì)托盤上將青銅器放在銀質(zhì)托盤上 B. 將青銅器保存在干燥的環(huán)境中將青銅器保存在干燥的環(huán)境中 C. 將青銅器保存在潮濕的空氣中將青銅器保存在潮濕的空氣中 D.

9、 在青銅器的表面覆蓋一層防滲的高分子膜在青銅器的表面覆蓋一層防滲的高分子膜 例：下列各情況，在其中例：下列各情況，在其中Fe片腐蝕由片腐蝕由快快到到慢慢的順序是的順序是(5) (2) (1) (3) (4)課堂練習課堂練習金屬腐蝕快慢的比較金屬腐蝕快慢的比較電解原理電解原理引起的腐蝕引起的腐蝕原電池原理原電池原理引引起的腐蝕起的腐蝕化學化學腐蝕腐蝕應(yīng)用原電池原應(yīng)用原電池原理理有保護的腐蝕有保護的腐蝕應(yīng)用電解池原理應(yīng)用電解池原理有有保護的腐蝕保護的腐蝕隨堂演練隨堂演練1下列敘述中正確的是（下列敘述中正確的是（ ） 鋅跟稀硫酸制取氫氣，加入少量硫酸銅溶鋅跟稀硫酸制取氫氣，加入少量硫酸銅溶 液能加快

10、反應(yīng)速率液能加快反應(yīng)速率 鍍層破壞后，白鐵（鍍鋅的鐵）比馬口鐵鍍層破壞后，白鐵（鍍鋅的鐵）比馬口鐵 （鍍錫的鐵）更易腐蝕（鍍錫的鐵）更易腐蝕 鋼鐵表面常易銹蝕生成鋼鐵表面常易銹蝕生成 Fe2O3xH2O A都正確都正確 B C D2以下現(xiàn)象與電化學腐蝕無關(guān)的是（以下現(xiàn)象與電化學腐蝕無關(guān)的是（ ） A. 黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易產(chǎn)黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易產(chǎn) 生銅綠生銅綠 B. 生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）容易生生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）容易生銹銹 C. 鐵制器件附有銅制配件，在接觸處易鐵制器件附有銅制配件，在接觸處易 生鐵銹生鐵銹 D. 銀制獎牌久置后表面變暗銀制獎牌久置后表面變暗CLASS IS OVER!THANK YOU! 3鋼鐵在銹蝕過程中，下列鋼鐵在銹蝕過程中，下列5種變化可能發(fā)生的是種變化可能發(fā)生的是Fe由由+2價轉(zhuǎn)化為價轉(zhuǎn)化為+3價，價，O2被還原，被還原，產(chǎn)生產(chǎn)生H2， Fe(OH)3失水形成失水形成Fe2O3 H2O，雜質(zhì)碳被氧化雜質(zhì)碳被氧化除去除去A B C D1.