第四節(jié) 金屬電化學(xué)腐蝕與防護(上課)

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護問題討論

鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，它們在什么條件下易生銹？

潮濕的環(huán)境里或濕度較大的環(huán)境里長期放置，常易生銹變紅，試設(shè)計實驗來證明你的結(jié)論。活動與探究P85向鐵粉中加入少量的炭粉，混合均勻后，撒入內(nèi)壁分別用氯化鈉和稀醋酸潤濕過的兩支試管分別標(biāo)記為a、b中，按圖1-28裝置好儀器。幾分鐘后，打開止水夾，觀察、比較導(dǎo)管中水柱（在水中滴加幾滴紅墨水）的變化和試管中的現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：裝置a中的導(dǎo)管中水柱上升，裝置b中的導(dǎo)管中水柱下降。實驗現(xiàn)象：裝置a中的導(dǎo)管中水柱上升，裝置b中的導(dǎo)管中水柱下降。思考：1、導(dǎo)管中的水柱變化說明什么問題？2、向鐵粉中加入炭粉的作用是什么？鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖鐵腐蝕負(fù)極Fe-2e-=Fe2+正極O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng):2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3·nH2O（鐵銹）a裝置析氫腐蝕Fe-2e-=Fe2+負(fù)極正極2H++2e-=H2↑總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2

↑鐵腐蝕b裝置Fe2O3·nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍。2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-水膜呈酸性。水膜呈堿性、中性或酸性很弱。CO2+H2O=H2CO3=H++HCO3-負(fù)極Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正極C(+)總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2

↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較析氫腐蝕吸氧腐蝕條件電極反應(yīng)聯(lián)系閱讀課本P84-P86相關(guān)內(nèi)容1、什么是金屬腐蝕？有哪些類別？2、化學(xué)腐蝕和哪些因素有關(guān)？3、什么是電化學(xué)腐蝕？有哪些類別？分別發(fā)生哪些電極反應(yīng)？知識總結(jié)3、類型化學(xué)腐蝕電化腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕（常見普遍）一、金屬腐蝕2、本質(zhì)1、金屬腐蝕是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。M–ne-→Mn+化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的比較:化學(xué)腐蝕電化腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)聯(lián)系金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生金屬被氧化較活潑金屬被氧化兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍交流與討論1.相對于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。

海水中含有較多的氯化鈉等鹽類，…2.1910年遺留在南極的食品罐頭盒，其表面至今很少有鐵銹出現(xiàn)。

由于南極的溫度常年在0℃以下，說明在較高溫度下，腐蝕更易進(jìn)行。交流與討論3.用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。

由于鐵與銅及空氣中的水蒸汽構(gòu)成了原電池，鐵作原電池的負(fù)極，因此鐵易被腐蝕而生銹。4.當(dāng)化工廠派出的廢氣為酸性氣體時,工廠附近的鐵制品容易生銹。

說明鐵制品在酸性條件下比在中性條件下更容易被腐蝕。課堂練習(xí)1、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）若液面上升，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極：,正極：若液面下降，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：正極：。（2）中性或堿性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑2．銅制品上的鋁質(zhì)鉚釘，在潮濕空氣中易腐蝕的原因可描述為（）．A．形成原電池時鋁作負(fù)極B．形成原電池時銅作負(fù)極C．形成原電池時，電流由鋁經(jīng)導(dǎo)線流向銅D．鋁鉚釘發(fā)生了化學(xué)腐蝕A3．以下現(xiàn)象與電化腐蝕無關(guān)的是A．黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠B．生鐵比軟鐵蕊（幾乎是純鐵）容易生銹C．鐵質(zhì)器件附著銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹D．銀質(zhì)獎牌久置后表面變暗D4．埋在地下的輸油鑄鐵管道，在下列各種情況下被腐蝕速率最慢的是()A.在潮濕疏松的土壤中；B.在含鐵元素較多的酸性土壤中；C.在干燥致密不透氣的土壤中；D.在含碳較多的潮濕透氣的中性土壤中C5.下列關(guān)于金屬腐蝕正確的是：()A.金屬在潮濕的空氣中腐蝕的實質(zhì)是：M+nH2O===M(OH)n+n/2H2↑B.金屬的化學(xué)腐蝕的實質(zhì)是：M–ne-＝Mn+，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑C.金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行D.在潮濕的中性環(huán)境中，金屬的電化學(xué)腐蝕主要是析氫腐蝕B6．有關(guān)金屬腐蝕的論述，正確的是A．金屬的腐蝕一定伴有電流產(chǎn)生B．Fe在干燥的氯氣里比在潮濕的空氣里更易被腐蝕C．發(fā)生化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿母g時較活潑的金屬總是作正極而被腐蝕D．發(fā)生電化腐蝕時都有能量的轉(zhuǎn)變，且被腐蝕的金屬總是失電子D

請大家根據(jù)鐵生銹的原理，思考應(yīng)采取什么措施防止鐵生銹？交流與討論閱讀課本Ｐ86-871.犧牲陽極保護法二、金屬的電化學(xué)保護2.外加電流法輔助陽極（不溶性）外加電流的陰極保護法示意圖附加電極:

被保護的金屬

陽極。陰極。除此以外還有其它防護方法？烤藍(lán)涂機油烤漆涂凡士林鍍鋅鍍鉻[交流研討]你知道自行車的金屬部件采用了什么樣的防護措施嗎?3.金屬的防護方法（1）在金屬表面覆蓋保護層，如：涂油漆、鍍Zn、鍍Sn、鍍Cr等,或制成氧化膜。（2）在要保護的金屬上連接一種比該金屬更易失去電子的金屬。（3）改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，如：將鋼鐵制成不銹鋼。方法防腐效果價格鍍塑差便宜涂油漆一般便宜鍍錫好中等鍍鉻好昂貴鍍鋅很好中等使用不銹鋼很好昂貴鐵器烤藍(lán)好中等金屬常用防腐蝕方法的比較1、分析右圖，按要求寫出有關(guān)反應(yīng)方程式：（1）鐵棒上的電極反應(yīng)式為：____________________（2）碳棒上的電極反應(yīng)式為：_________________（3）溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe–4e-＝2Fe2+練習(xí)2、在火燒圓明園時流失的國寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]這三件1760年銅鑄的國寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對起原因的分析，最可能的是A.它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金；