金屬腐蝕與防護(hù) 上課

電鍍

電解原理的應(yīng)用鍍層金屬待鍍金屬含鍍層金屬陽(yáng)離子的溶液電鍍、電解精煉銅應(yīng)用三

CuCu

CuSO4溶液（H2SO4）電解精煉銅粗銅純銅2023/2/51銅的電解精煉純銅粗銅2023/2/52金屬的腐蝕越王勾踐劍2023/2/53鐵生銹鐵銹的主要成分：Fe2O3·XH2O2023/2/54銅生銹銅綠的的主要成分：Cu2(OH)2CO32023/2/55金屬制品的腐蝕全世界每年因?yàn)榻饘俑g造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)7000億美元，是地震、水災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失總和的6倍。我國(guó)因金屬腐蝕造成的損失占國(guó)民生產(chǎn)總值的4%，鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢的數(shù)量約占鋼鐵當(dāng)年產(chǎn)量的25%-30%。資料2023/2/56面對(duì)這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實(shí)，大家有沒(méi)有想過(guò)，鋼鐵可能是怎樣被腐蝕的？創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境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(guò)程。金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子→金屬陽(yáng)離子

M–ne-→Mn+（氧化反應(yīng)）2023/2/57鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，而在潮濕的環(huán)境里或濕度較大的環(huán)境里長(zhǎng)期放置，常易生銹變紅，原因是什么？創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境22023/2/581、什么是金屬腐蝕，它的實(shí)質(zhì)是什么？思考金屬腐蝕是指金屬或合金跟與周?chē)h(huán)境中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的現(xiàn)象。

金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)：金屬原子失電子變成金屬陽(yáng)離子的過(guò)程。2023/2/591.有形狀大小相同的的兩組鋅粒。一組為含有不活潑金屬雜質(zhì)的粗鋅粒，另一組為純度大于99%的純鋅粒，向試管A中加入含不活潑金屬雜質(zhì)的粗鋅粒，向試管B中加入純度大于99%的純鋅粒，再向試管A、B中加入等濃度的稀硫酸，觀(guān)察比較兩者的反應(yīng)現(xiàn)象.實(shí)驗(yàn)探究若在試管A中滴加硫酸銅將有何現(xiàn)象發(fā)生？思考2023/2/510金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)金屬的腐蝕種類(lèi)原理區(qū)別聯(lián)系金屬的化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕比較

金屬原子失去電子被氧化而消耗的過(guò)程：

M-ne-=Mn+

化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕金屬和其它物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕不純金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)，使較活潑的金屬失電子被氧化而引起的腐蝕直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生原電池反應(yīng)腐蝕過(guò)程無(wú)電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生金屬直接被腐蝕較活潑金屬被腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，危害更大歸納小結(jié)金屬腐蝕相對(duì)較慢金屬腐蝕相對(duì)較快2023/2/511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(rùn)濕過(guò)的兩支具支試管分別標(biāo)記為A、B中，按圖1-28裝置好儀器。幾分鐘后，打開(kāi)止水夾，觀(guān)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?；顒?dòng)與探究BA裝置A中的導(dǎo)管中水柱上升，說(shuō)明裝置A中有氣體參加反應(yīng)。O2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象負(fù)極：2Fe-4e-=2Fe2+正極：O2+2H2O+4e-=4OH-電池反應(yīng)：2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)2結(jié)論：弱酸、中性或堿性條件下，易發(fā)生吸氧腐蝕。FeCNaClAO22023/2/513A裝置中:正極：2H++2e-=H2

↑負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+電池反應(yīng)：Fe+2H+=Fe2++H2↑結(jié)論：當(dāng)鋼鐵處于酸性氣氛中時(shí)，易發(fā)生析氫腐蝕；說(shuō)明裝置B中有氣體生成。H2裝置B中的導(dǎo)管中水柱下降。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象2023/2/514析氫腐蝕吸氧腐蝕條件電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)正極C(+)總反應(yīng)聯(lián)系水膜呈強(qiáng)酸性水膜呈中性、弱酸性或堿性Fe-2e-=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2H++2e－=H2↑2H++Fe=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe2O3·nH2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金屬的腐蝕以電化學(xué)腐蝕為主；電化學(xué)腐蝕又以吸氧腐蝕為主(pH≥5.6時(shí))；若pH<5.6時(shí)則為析氫腐蝕為主。鋼鐵的電化學(xué)腐蝕2023/2/5151、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀(guān)察：（1）若試管中液面上升，則溶液呈性，發(fā)生

腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極：正極：若試管液面下降，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、弱酸性或堿性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑鞏固練習(xí)2023/2/516烤藍(lán)涂機(jī)油烤漆涂機(jī)油鍍鋅鍍鉻[交流研討]請(qǐng)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？2023/2/517健身器材刷油漆電線(xiàn)外面包塑料餐具做成不銹鋼轉(zhuǎn)動(dòng)部位涂油脂請(qǐng)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？2023/2/5181、金屬防護(hù)的幾種重要方法金屬作為原電池的正極（犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法）金屬作為電解池的陰極（外加電流的陰極保護(hù)法）如制成合金不銹鋼。2.覆蓋保護(hù)層如涂油、涂漆、覆蓋塑料如烤藍(lán)、電鍍Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保護(hù)層……3.電化學(xué)保護(hù)法：1.改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)用犧牲鎂塊的方法防地下鋼鐵管道的腐蝕鎂塊必須要定期更換犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法用犧牲鋅塊的方法保護(hù)船身，鋅塊須定期更換實(shí)例2023/2/520

犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法形成原電池時(shí)，讓被保護(hù)金屬作正極(陰極)，不反應(yīng)受到保護(hù)；而活潑金屬作負(fù)極(陽(yáng)極)，反應(yīng)受到腐蝕。原理2023/2/521外加電流的陰極保護(hù)法將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)。原理說(shuō)過(guò)程2023/2/522小結(jié)在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防腐措施的腐蝕

防腐措施由好到壞的順序如下：外接電源的陰極保護(hù)法＞犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法＞有一般防腐條件保護(hù)＞無(wú)防腐條件2023/2/523例：下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)(2)(1)(3)(4)鞏固練習(xí)2023/2/524

鐵生銹除了必須有空氣及水的參與外，還受其他一些因素的影響。請(qǐng)解釋下列有關(guān)鐵生銹現(xiàn)象的原因。1.相對(duì)于在內(nèi)河行駛的輪船來(lái)說(shuō)，海輪更容易被腐蝕。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)。3.用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。4.當(dāng)化工廠(chǎng)派出的廢氣為酸性氣體時(shí),工廠(chǎng)附近的鐵制品容易生銹。海輪更容易被腐蝕，是因?yàn)楹Ｋ泻休^多的氯化鈉等鹽類(lèi)，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強(qiáng)，而在電解質(zhì)溶液中，電化學(xué)腐蝕更易進(jìn)行。由于南極的溫度常年在0℃以下，說(shuō)明在較高溫度下，腐蝕更易進(jìn)行。是由于鐵與銅及空氣中的水蒸氣構(gòu)成了原電池，鐵作電池的負(fù)極，因此更容易腐蝕而生銹。因?yàn)殍F制品在酸性條件下比在中性條件下更易被腐蝕。2023/2/525作業(yè)：1、電解下列溶液（以惰性電極為兩極）

AgNO3溶液、CuSO4溶液、NaOH溶液、NaCl溶液、鹽酸，電解過(guò)程中陽(yáng)陰兩極電極反應(yīng)，總反應(yīng)，電解一段時(shí)間溶液PH變化，若想恢復(fù)原先濃度，應(yīng)加入哪些物質(zhì)。2、粗的電解精煉（圖，標(biāo)兩極名稱(chēng)，兩極電極反應(yīng)）3、若想給鐵片鍍上一層銀，怎么辦？（畫(huà)裝置圖，標(biāo)兩極，兩極電極反應(yīng)）2023/2/526例：鋼鐵在銹蝕過(guò)程中，下列5種變化可能發(fā)生的是（）①Fe由+2價(jià)轉(zhuǎn)化為+3價(jià)，②O2被還原，③產(chǎn)生H2，④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·H2O，⑤雜質(zhì)碳被氧化除去

A．①②B．③④

C．①②③④D．①②③④⑤C鞏固練習(xí)2023/2/527探究與實(shí)踐

下圖是一個(gè)簡(jiǎn)易家庭用次氯酸鈉消毒液發(fā)生器，請(qǐng)根據(jù)電解飽和食鹽水的反應(yīng)原理，畫(huà)出外加電源與導(dǎo)線(xiàn)(標(biāo)出電源的正、負(fù)極)，簡(jiǎn)單分析發(fā)生器的工作原理

—+ab陽(yáng)陰陽(yáng)極：2Cl—-2e—=Cl2↑陰極：2H++2e—=H2↑總反應(yīng)：2Cl—

+2H2O

Cl2↑+H2↑+2OH—

Cl2+2OH—=Cl—

+ClO—+H2ONaOHCl22023/2/528第三單元金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)一、金屬的電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕——直接反應(yīng)

1.金屬的腐蝕電化學(xué)腐蝕——原電池反應(yīng)

析氫腐蝕——酸性環(huán)境中

2.鋼鐵的電化學(xué)腐蝕吸氧腐蝕——中性或弱酸性、堿性條件下二、金屬的電化學(xué)防護(hù)

1.犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法

2.外加電流的陰極保護(hù)法2023/2/529該劍1965年冬出土于湖北江陵望山一號(hào)楚墓內(nèi)棺中，位于墓主人的左側(cè)，出土?xí)r插在髹漆的木質(zhì)劍鞘內(nèi)。這