第四節(jié)、金屬電化學(xué)腐蝕和防護

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金屬被腐蝕后，在外形、色澤以及機械性能等方面都將發(fā)生變化，會使機器設(shè)備、儀器、儀表的精密度和靈敏度降低，影響使用以至報廢，甚至發(fā)生事故。據(jù)報道，全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟損失，約占各國國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的2%~4%，超過地震、水災(zāi)、臺風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失的總和。你知道嗎2/3/20232第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護2/3/20233金屬的腐蝕一、金屬的電化學(xué)腐蝕(閱讀教材85)

金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程，即為金屬的腐蝕。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程。2/3/20234一、金屬的腐蝕類型（2）電化學(xué)腐蝕：不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。（分析課本例子）（1）化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕叫做化學(xué)腐蝕。（參考課本例子）2/3/20235（二）金屬的電化學(xué)腐蝕鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖

正極（C）：負(fù)極（Fe）：Fe—2e—=Fe2+2H++2e—=H2↑2H2O+O2+4e—=4OH-Fe—2e—=Fe2+總反應(yīng)：Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2后續(xù)反應(yīng)：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O2/3/20236化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕（參考金榜奪冠P82綜合拓展）化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)聯(lián)系金屬跟非金屬等物質(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.2/3/20237(1)制成合金（不銹鋼）——改善金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)(內(nèi)因)(2)在金屬表面覆蓋保護層——電鍍、油漆、鈍化等(3)電化學(xué)保護法——犧牲陽極的陰極保護法、外加直流電源的陰極保護法二、金屬的電化學(xué)防護2/3/20238犧牲陽極保護法：形成原電池反應(yīng)時，讓被保護金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。如在海輪外殼上或鍋爐內(nèi)壁附著活潑金屬鋅或鎂;2/3/20239外加電流法的陰極保護法：將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。2/3/202310[反饋鞏固]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)2/3/202311電解原理引起的腐蝕；化學(xué)腐蝕；原電池原理引起的腐蝕；有防腐措施的腐蝕.請你將在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的速率從大到小排序：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.2/3/202312規(guī)律總結(jié):防腐措施由好到壞的順序如下：外接電源的陰極保護法＞犧牲陽極的陰極保護法＞有一般防腐條件保護＞無防腐條件.

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.參考金榜奪冠P82綜合拓展2/3/202313高考零距離下列有關(guān)金屬腐蝕與防護的說法正確的是()A．純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B．當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護作用C．在海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護法D．可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護它不受腐蝕AC2008年廣東高考題2/3/2023142/3/202315如何防止鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點內(nèi)容。為研究鐵銹蝕的影響因素，某同學(xué)做了如下探究實驗：序號內(nèi)容實驗現(xiàn)象1常溫下將鐵絲放在干燥空氣中一個月干燥的鐵絲表面依然光亮2常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中一小時鐵絲表面依然光亮

3常溫下將鐵絲放在潮濕的空氣中一個月鐵絲表面已變得灰暗4將潮濕的鐵絲放在常溫的氧氣流中一小時鐵絲表面略顯灰暗5將潮濕的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時鐵絲表面已變得灰暗6將浸過氯化鈉溶液的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時鐵絲表面灰暗程度比實驗5嚴(yán)重2008年海南高考題2/3/202316回答以下問題：(1)上述實驗中發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的是(填實驗序號)__________;在電化學(xué)腐蝕中，負(fù)極反應(yīng)是________________;正極反應(yīng)是_______________________；(2)由該實驗可知，可以影響鐵銹蝕速率的因素是___________________________；(3)為防止鐵的銹蝕，工業(yè)上普遍采用的方法是______________(答兩種方法)3、4、5、6Fe－2e—=Fe2+

2H2O+O2+4e—=4OH—

溫度、氧氣的濃度、水、電解質(zhì)溶液在鐵器表面涂礦物油、油漆或燒制搪瓷、噴塑；在鐵器表面用電鍍、熱鍍等方法鍍上一層不易生銹的金屬如鋅、錫、鉻；制成不銹鋼。2/3/202317【作業(yè)】

《功到自然成》創(chuàng)新課時作業(yè)2/3/202318①在金屬表面覆蓋保護層:如在鋼鐵表面涂油或油漆等，電鍍不活潑金屬;②改變金屬內(nèi)部的組成和結(jié)構(gòu):如制成不銹鋼.③利用原電池原理進行保護:如在海輪外殼上附著活潑金屬鋅或鎂;④外加電流的陰極保護法:即將要保護的金屬與直流電源的負(fù)極相連，另外附加惰性電極與正極相連;二、金屬的電化學(xué)防護金屬防護的幾種重要方法(閱讀教材87)2/3/202319教材Page22~232/3/202320鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖NaCl(aq)鋼鐵的析氫腐蝕示意圖CH3COOH(aq)2/3/202321ANaCl正極:O2+2H2O+4e-=

4OH-負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+溶液反應(yīng)：

Fe2++

2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2OACH3COOH請寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式:負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+正極：2H++2e-=H2↑2/3/202322析氫腐蝕吸氧腐蝕條件正極負(fù)極溶液2、析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以Fe為例）

2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=

4OH-

Fe-2e-=Fe2+

Fe2++

2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O水膜酸性較強水膜酸性很弱或中性(閱讀教材Page23)2/3/202323教材Page242/3/202324[拓展訓(xùn)練]銀質(zhì)獎?wù)螺^長時間后變黑，形成黑銹4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O，可以采用拋光的方法恢復(fù)光澤，拋光的簡單方法是：將變質(zhì)的獎?wù)路湃胧⒂惺雏}的鋁鍋中，放置一段時間后，黑銹就被除去,而銀不會損失。試分析除黑銹的原理。負(fù)極：

2Al-6e-=2Al3+正極：

3Ag2S+6e-=6Ag+3S2-2/3/202325①在金屬表面覆蓋保護層:如在鋼鐵表面涂油或油漆等，電鍍不活潑金屬;②改變金屬內(nèi)部的組成和結(jié)構(gòu):如制成不銹鋼.③利用原電池原理進行保護:如在海輪外殼上附著活潑金屬鋅或鎂;④外加電流的陰極保護法:即將要保護的金屬與直流電源的負(fù)極相連，另外附加惰性電極與正極相連;二、金屬的電化學(xué)防護金屬防護的幾種重要方法(閱讀教材25)2/3/202326犧牲陽極的陰極保護法：2/3/202327外加電源的陰極保護法：

輔助陽極（不溶性）2/3/202328[反饋鞏固]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)2/3/202329電解原理引起的腐蝕；化學(xué)腐蝕；原電池原理引起的腐蝕；有防腐措施的腐蝕.請你將在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的速率從大到小排序：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.2/3/202330規(guī)律總結(jié):防腐措施由好到壞的順序如下：外接電源的陰極保護法＞犧牲陽極的陰極保護法＞有一般防腐條件保護＞無防腐條件.

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.2/3/202331高考零距離下列有關(guān)金屬腐蝕與防護的說法正確的是()A．純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B．當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護作用C．在海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護法D．可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護它不受腐蝕AC2008年廣東高考題2/3/202332如何防止鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點內(nèi)容。為研究鐵銹蝕的影響因素，某同學(xué)做了如下探究實驗：序號內(nèi)容實驗現(xiàn)象1常溫下將鐵絲放在干燥空氣中一個月干燥的鐵絲表面依然光亮2常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中一小時鐵絲表面依然光亮

3常溫下將鐵絲放在潮濕的空氣中一個月鐵絲表面已變得灰暗4將潮濕的鐵絲放在常溫的氧氣流中一小時鐵絲表面略顯灰暗5將潮濕的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時鐵絲表面已變得灰暗6將浸過氯化鈉溶液的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時鐵絲表面灰暗程度比實驗5嚴(yán)重2008年海南高考題2/3/202333回答以下問題：(1)上述實驗中發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的是(填實驗序號)__________;在電化學(xué)腐蝕中，負(fù)極反應(yīng)是________________;正極反應(yīng)是_______________________；(2)由該實驗可知，可以影響鐵銹蝕速率的因素是___________________________；