金属的电化学防护

金属的电化学防护
金属的电化学防护

高二选修化学反应原理单元练习之八

金属的电化学防护

班级学号姓名

一.选择题

1.2000年5月,保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝:铜铸的牛首、猴首和虎首。普通铜器时间稍久容易出现铜绿,其主要成分是Cu2(OH)2CO3。这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去仍然熠熠生辉不生锈,下列对其原因的分析,最可能的是

A.它们的表面都电镀上一层耐腐蚀的黄金

B.环境污染日趋严重,它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去

C.铜的金属活动性比氢小,因此不易被氧化

D.它们是含一定比例金、银、锡、锌的铜合金

2.在电子工业中,制印刷电路时,常用氯化铁溶液作为铜的“腐蚀液”,该过程发生的反应为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。该反应利用了铜的什么性质

A .氧化性B.还原性C.导电性D.导热性3.金属及其制品在腐蚀介质中很容易被腐蚀,其使用寿命大为降低。因此只有对腐蚀介质中的金属及其制品采取防护措施,才能保证金属工艺设备的安全性和工农业生产的顺利进行。下面对金属及其制品的防护措施中错误的是

A.铁锅用完后,用水刷去其表面的油污,置潮湿处保存

B.通过特殊工艺,增加铝制品表面的氧化膜

C.对于易生锈的铁制品(如防护网)要定期涂刷防护漆

D.把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢

4.下列各装置中都盛有0.1 mol·Lˉ1的NaCl溶液,放置一定时间后,锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是

①②③④

A.③①④②B.①②④③C.①②③④D.②①④③5.钢铁的锈蚀过程中,下列五种变化可能发生的是:(1)Fe由+2价转化为+3价;(2)O2被还原;(3)H+ 被还原;(4)有Fe2O3·H2O生成;(5)杂质碳被氧化除去A.(1)(2)B.(3)(4)

C.(1)(2)(3)(4)D.(1)(2)(3)(4)(5)

6.为保护地下钢管不受腐蚀,可采用的方法是

A.将它与直流电源的负极相连接B.将它与交流电源相连接

C.将它与Cu板相连接D.将它与Zn板相连接

7.铁在下列情况下腐蚀最快的是

A.铁放在海水中B.铁和锌连接放入水中

C.铁和锡连接放入海水中D.铁和锡连接放入淡水中

8.下列有关纯铁的描述正确的是

A .熔点比生铁低

B .与同浓度盐酸反应生成H 2的速率比生铁快

C .在潮湿的空气中比生铁容易被腐蚀

D .在冷的浓硫酸中可发生钝化

9.在铁的吸氧腐蚀中,发生还原反应的那个电极上进行的电极反应是

A . 2H 2O +O 2+4e ˉ = 4OH ˉ

B . 2H ++2e ˉ= H 2

C . 4OH -4e ˉ = 2H 2O +O 2

D . Fe -2e ˉ= Fe 2+

10.下列叙述正确的是:① 锌跟稀硫酸反应制取氢气,加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率 ;② 镀层破损后,白铁(镀锌的铁)和马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀;③ 电镀时,应把镀件置于电解槽的阴极;④ 冶炼铝时,把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解;⑤ 钢铁表面常易锈蚀生成Fe 2O 3?n H 2O

二.填空题

11.将洁净的金属片Fe 、Zn 、A 、B 分别与Cu 用导线连接浸在合适的电解质溶液里。实验并记录电压指针的移动方向和电压表

的读数如右表所示:根据以上实验记录,

完成以下填空: (1)构成两电极的金属活动性相差越大, 电压表的读数越 (填“大”、“小”)。

Zn 、A 、B 三种金属活动性由强到弱的顺序是 。

(2)Cu 与A 组成的原电池, 为负极,此电极反应式为 。

(3)A 、B 形成合金,露置在潮湿空气中, 先被腐蚀。

12.市场上出售的“热敷袋”其主要成分为铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等。

热敷袋启用之前用塑料袋使其与空气隔绝,启用时打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量,使用完后,会发现有大量铁锈存在。请回答下列问题。

(1)热敷袋产生热量的来源是____________________________________________。

(2)炭粉的主要作用是__________________________________________________。

(3)加入NaCl 的主要作用是_____________________________________________。

4)写出生成铁锈的有关方程式 。

参考答案

1-5DBADC;6-10BDDAB;

11、(1)大,Zn>B>A (2)Cu,Cu-2e-=Cu2+(3)B;12、⑴热敷袋内发生的是原电池反应,放出的热量是铁被氧化时释放的。(2分)(2)其中铁做负极,炭粉为正极,(2分)(3)NaCl与水构成了电解质溶液。(2分)(4)热敷袋中主要发生以下反应:Fe-2e-==Fe2+,;2H2O+O2+4e—=4OH—;Fe 2++2OH—=Fe(OH)2;4Fe(OH)2+O2 +2H2 O=4Fe(OH)3;2Fe(OH)3 = Fe2O3+3H2O。

最新整理《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计讲课稿

《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计三维目标: 知识与技能:1.了解金属腐蚀及其危害。 2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。 3.了解金属防护的一般方法,特别是电化学防护的方法。 过程与方法:事例引入,激发兴趣;分组实验,总结结论,典型题例,强化理解。 情感态度与价值观:通过生活事例引发学生思考,体现化学与生活的紧密联系,激发学生的探索精神,并让学生体会到学以致用的科学精神。 教学重点:金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。 教学难点:金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。 教具:提供试剂:锌片铜片稀硫酸氯化钠溶液 提供仪器:水槽导管电流表 教学过程: 【事例引入(配合投影)】在我们的生活中经常可以看到这些现象(投影图片)。这些现实均显示:我们辛苦制备的材料,尤其是金属材料在使用

中往往会被腐蚀,造成损坏,浪费,甚至引起恶性事故。如:这是位于美国的俄亥俄桥,突然塌入河中,死亡46人。事后调查,是由于桥梁的钢梁被腐蚀产生裂缝所致。又如,这是日本大阪地下铁道的输气管道,因腐蚀而折断,造成瓦斯爆炸,乘客当场死亡75人。 这样的例子举不胜举,可见,金属腐蚀给人类造成的损失有多么巨大。据统计:(投影)。这些数据都说明金属腐蚀造成的损失已经远远超过了各种自然灾害造成的损失的总和。所以我们要有这样的使命感:用自己学过的知识,去研究金属腐蚀的原理,并尝试找出“防止腐蚀的方法”,甚至想想利用腐蚀原理为我们服务。今天这堂课我们就来走进“金属的腐蚀与防护”。 【板书】金属的电化学腐蚀与防护 [预设问题1] 钢铁生锈,铁锈的主要成分:Fe 2O 3 ·xH 2 O 铜器生锈,铜绿的主要成分:Cu 2(OH) 2 CO 3 思考:金属腐蚀的本质是什么? [板书] 第四节金属的电化学腐蚀与防护[板书] 一、金属的电化学腐蚀

《金属的电化学腐蚀与防护》教案3(新人教选修4)

第四节金属的电化学腐蚀与防护 教材内容分析: 本节内容安排:揭示金属腐蚀的严重性和危害性→分析金属腐蚀的原因→探讨防止金属腐蚀的思路和方法。 教材以钢铁锈蚀为例,剖析了金属的两种电化腐蚀过程,并重点介绍了金属的电化学防护方法。 教材目标设定: 1、解金属腐蚀的两种形式。 2、了解钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀这两种电化学腐蚀的作用原理。 3、根据金属的电化学防护的方法 教学方法建议: 阅读讨论、分析探究 教学过程设计: 【阅读】:P84—第1,2小节,了解金属锈蚀的现象 【阅读】:P84—第3,4,5小节,了解金属腐蚀的两种方式 【板书】:一金属的电化学腐蚀 1、金属的腐蚀:化学腐蚀和电化学腐蚀 【阅读】:P84-最后一节至P85,思考并分析以下问题: 1、钢铁的电化学腐蚀有哪两种形式? 吸氧腐蚀、析氢腐蚀 2、钢铁的电化学腐蚀的实质失什么? 钢铁与电解质溶液接触,形成Fe—C原电池,铁失去电子而被氧 3、钢铁在潮湿空气中怎样形成微小的原电池? Fe、C作电极,钢铁在潮湿的空气中表面形成一层水膜,水膜溶解 有来自大气中的CO2、SO2、H2S等气体。从而形成电解质溶液。 4、析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应怎样? 析氢腐蚀:(水膜的酸性较强) 负极:Fe —2e—=Fe2+ 正极:2H2O + 2e—=H2↑+ 2OH— 总反应:Fe + 2H2O =Fe(OH)2 吸氧腐蚀:(水膜的酸性很弱或呈中性) 负极:Fe —2e—=Fe2+

正极:2H2O + O2+4e—=4OH— 总反应:2Fe + 2H2O + O2=2 Fe(OH)2 两种腐蚀中生成的Fe(OH)2被O2氧化成Fe(OH)3,再失去一部 分水生成Fe2O3·X H2O疏松地覆盖在钢铁表面。 5、电化学腐蚀与化学腐蚀有什么异同? 相同点:都是金属原子失去电子而被氧化。 不同点:1、电化学腐蚀过程中伴随着电流产生,化学腐蚀过程没有。 2、两种腐蚀均同时发生,但电化学腐蚀普遍,腐蚀速度快。【板书】:2 钢铁的电化学腐蚀 析氢腐蚀:负极:Fe —2e—=Fe2+ 正极:2H2O + 2e—=H2↑+ 2OH— 总反应:Fe + 2H2O =Fe(OH)2 吸氧腐蚀:负极:Fe —2e—=Fe2+ 正极:2H2O + O2+4e—=4OH— 总反应:2Fe + 2H2O + O2=2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O + O2=4Fe(OH)3,Fe(OH)3 失去部分水,形成Fe2O3·X H2O。 【演示实验】:P85-实验4-3,观察现象。 导管内形成一段水柱 【过渡】:我们了解了金属的电化学腐蚀原理。可以指导我们去做好金属的防护,减少金属的腐蚀。 【阅读】:P86-87:二、金属的电化学防护,思考和分析以下问题: 1、金属的电化学防护通常有哪两种方法? 牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法 2、牺牲阴极的阳极保护法中,对阳极有什么要求? 活泼性比Fe强,如Zn等,并要定期拆换 3、外加电流的阴极保护法如何保护? 被保护的钢铁设备作阴极,惰性电极作辅助阳极,接上外加直流电源,通电后,电子被强制流向被保护的钢铁设备,使钢铁表面产生电 子的积累,抑制了钢铁发生电子的作用。 【板书】:二金属的电化学防护 1、牺牲阳极的阴极保护法 2、外加电流的阴极保护法

金属腐蚀与防护

第一章绪论 腐蚀:由于材料与其介质相互作用(化学与电化学)而导致的变质和破坏。 腐蚀控制的方法: 1)、改换材料 2)、表面涂漆/覆盖层 3)、改变腐蚀介质和环境 4)、合理的结构设计 5)、电化学保护 均匀腐蚀速率的评定方法: 失重法和增重法;深度法; 容量法(析氢腐蚀);电流密度; 机械性能(晶间腐蚀);电阻性. 第二章电化学腐蚀热力学 热力学第零定律状态函数(温度) 热力学第一定律(能量守恒定律) 状态函数(内能) 热力学第二定律状态函数(熵) 热力学第三定律绝对零度不可能达到 2.1、腐蚀的倾向性的热力学原理 腐蚀反应自发性及倾向性的判据: ?G:反应自发进行 < ?G:反应达到平衡 = ?G:反应不能自发进行 > 注:ΔG的负值的绝对值越大,该腐蚀的自发倾向性越大. 热力学上不稳定金属,也有许多在适当条件下能发生钝化而变得耐蚀. 2.2、腐蚀电池 2.2.1、电化学腐蚀现象与腐蚀电池 电化学腐蚀:即金属材料与电解质接触时,由于腐蚀电池作用而引起金属材料腐蚀破坏. 腐蚀电池(或腐蚀原电池):即只能导致金属材料破坏而不能对外做工的短路原电 池. 注:1)、通过直接接触也能形成原电池而不一定要有导线的连接; 2)、一块金属不与其他金属接触,在电解质溶液中也会产生腐蚀电池. 丹尼尔电池:(只要有电势差存在) a)、电极反应具有热力学上的可逆性; b)、电极反应在无限接近电化学平衡条件下进行; c)、电池中进行的其它过程也必须是可逆的. 电极电势略高者为阴极 电极电势略低者为阳极 电化学不均匀性微观阴、阳极微观、亚微观腐蚀电池均匀腐蚀

2.2.2、金属腐蚀的电化学历程 腐蚀电池: 四个部分:阴极、阳极、电解质溶液、连接两极的电子导体(即电路) 三个环节:阴极过程、阳极过程、电荷转移过程(即电子流动) 1)、阳极过程氧化反应 ++ - M n M →ne 金属变为金属离子进入电解液,电子通过电路向阴极转移. 2)、阴极过程还原反应 []- -? D D ne +ne → 电解液中能接受电子的物质捕获电子生成新物质. (即去极化剂) 3)、金属的腐蚀将集中出现在阳极区,阴极区不发生可察觉的金属损失,只起到了传递电荷的作用 金属电化学腐蚀能够持续进行的条件是溶液中存在可使金属氧化的去极化剂,而且这些去极化剂的阳极还原反应的电极电位比金属阴极氧化反应的电位高2.2.3、电化学腐蚀的次生过程 难溶性产物称二次产物或次生物质由于扩散作用形成,且形成于一次产物相遇的地方 阳极——[]+n M(金属阳离子浓度) (形成致密对金属起保护作用) 阴极——pH高 2.3、腐蚀电池类型 宏观腐蚀电池、微观腐蚀电池、超微观腐蚀电池 2.3.1、宏观腐蚀电池 特点:a)、阴、阳极用肉眼可看到; b)、阴、阳极区能长时间保持稳定; c)、产生明显的局部腐蚀 1)、异金属(电偶)腐蚀电池——保护电位低的阴极区域 2)浓差电池由于同一金属的不同部位所接触的介质浓度不同所致 a、氧浓差电池——与富氧溶液接触的金属表面电位高而成为阳极区 eg:水线腐蚀——靠近水线的下部区域极易腐蚀 b、盐浓差电池——稀溶液中的金属电位低成为阴极区 c、温差电池——不同材料在不同温度下电位不同 eg:碳钢——高温阳极低温阴极 铜——高温阴极低温阳极 2.3.2、微观腐蚀电池 特点:a)、电极尺寸与晶粒尺寸相近(0.1mm-0.1μm); b)、阴、阳极区能长时间保持稳定; c)、引起微观局部腐蚀(如孔蚀、晶间腐蚀)

金属的腐蚀与防护教案

金属的腐蚀与防护教案 年级:高三年级 科目:化学 姓名:丁博利

金属的腐蚀与防护 教学目标 知识与技能: ①了解金属腐蚀带来的危害,认识防止金属腐蚀的重要意义。 ②认识金属吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件及原理,会书写电极反应方程式 ③能够利用电化学知识进行金属防护 过程与方法: ①通过图片,资料激发学生的责任感,从而走进生活,寻求解决金 属腐蚀的根源及方法。 ②通过对原理的分析,进一步提升学生发现问题,分析问题,解决问题的能力。 情感态度与价值观: 通过金属腐蚀对生产、生活的影响,感受化学对人类进步的意义。教学重难点: 重点:金属的电化学腐蚀及电化学防护原理 难点:钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀的电化学原理 教学方法: 讨论法,讲授法,多媒体展示法,比较归纳法等。 课时安排: 2课时 第一课时

教学过程 一.创设情景,导入新课 1.图片展示,解释腐蚀的普遍性。 2.联系实际介绍金属腐蚀的危害性,。 3.了解腐蚀与防腐的必要性。 二.新课教学 学生阅读教材,回答相关问题 1.金属的腐蚀 ⑴概念:金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学 作用而遭到破坏,称为金属腐蚀. ⑵本质:M-ne-=M n+ (氧化反应) ⑶分类:化学腐蚀 电化学腐蚀 【交流研讨】:为什么铁在潮湿的环境中更容易腐蚀变红? 2.金属的电化学腐蚀 ⑴原理:钢铁(Fe.C合金)在电解质溶液中形成原电池 ⑵分类:①析氢腐蚀 条件:电解质溶液酸性较强 Fe(-):Fe-2e-= Fe2+ C(+): 2H+ + 2e- = H2↑ 总反应:Fe + 2H+ = Fe2++ H2↑ ②吸氧腐蚀

第四节 金属的电化学腐蚀与防1

第四节金属的电化学腐蚀与防护 一、教材分析 《金属的电化学腐蚀与防护》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第四章第四节,在学习了原电池原理及电解池原理的基础上展开,介绍了金属腐蚀造成的严重危害、电化学腐蚀的原理及防止金属腐蚀的几种方法,重点是掌握金属电化学腐蚀(析氢腐蚀和吸氧腐蚀)的本质(金属表面形成了微型原电池),同时指出,人们根据对金属电化学腐蚀本质的认识,发现了防护金属电化学腐蚀的方法,并具体地介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法,不但运用原电池原理(牺牲阳极的阴极保护法),也再次运用了电解原理(外加电流的阴极保护法),加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。本节内容是本章理论知识的实际应用,有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。 二、教学目标 1.知识目标: (1)知道金属腐蚀的两种类型(化学腐蚀和电化学腐蚀)。 (2)能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。 (3)知道防护金属腐蚀的方法。 2.能力目标: (1)学会设计控制单一变量进行对比实验以及对实验设计进行评价。 (2)从实验探究过程中提高对实验现象的观察能力和分析能力。 3.情感、态度和价值观目标: (1)通过金属腐蚀与生产、生活实际相联系的内容,增强学生学习兴趣. (2)通过课堂探究活动,发展学生的探究能力,学会与人合作与交流,共同研究,探讨科学问题。 (3)通过化学实验(设计、验证和评价)这一科学研究方法,培养学生实事求是的科学精神,帮助学生树立正确的科学态度。 三、教学重点难点 重点:金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护 难点:金属发生吸氧腐蚀的电化学原理 四、学情分析 学生对金属的腐蚀有一定的认识,包括它的产生和防治,生活中对金属腐蚀的危害也有所见闻,而对金属腐蚀及防腐的原理不太清楚,学生了解了铁的腐蚀是氧气和水共同作用的结果,并且学习了原电池原理,再此基础上学习比较容易接受。 五、教学方法 1.阅读讨论分析探究计算机辅助教学实验辅助教学 2.学案导学:见后面的学案。 3.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前准备 1.学生的学习准备:预习金属的电化学腐蚀内容。 2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。3.教学环境的设计和布置:四人一组,实验室内教学。课前打开实验室门窗通风,课前准备好如下仪器装置和药品:铁粉碳粉具支试管导管红墨水醋酸 NaCl溶液 七、课时安排:1课时 八、教学过程 [引入]在日常生活中,我们经常可以看到一些美丽的金属器皿使用一段时间后会失去表面的

金属材料的电化学腐蚀与防护

金属材料的电化学腐蚀与防护 一、实验目的 1.了解金属电化学腐蚀的基本原理。 2.了解防止金属腐蚀的基本原理和常用方法。 二、实验原理 1.金属的电化学腐蚀类型 (1)微电池腐蚀 ①差异充气腐蚀 同一种金属在中性条件下,如果不同部位溶解氧气浓度不同,则氧气浓度较小的部位作为腐蚀电池的阳极,金属失去电子受到腐蚀;而氧气浓度较大的部位作为阴极,氧气得电子生成氢氧根离子。如果也有K3[Fe(CN)6]和酚酞存在,则阳极金属亚铁离子进一步与K3[Fe(CN)6]反应,生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀;在阴极,由于氢氧根离子的不断生成使得酚酞变红(亦属于吸氧腐蚀)。两极反应式如下: 阳极(氧气浓度小的部位)反应式: Fe = Fe2++2e- 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(氧气浓度大的部位)反应式: O2+2H2O +4e-= 4OH- ②析氢腐蚀 金属铁浸在含有K3[Fe(CN)6]2的盐酸溶液中,铁作为阳极失去电子,受腐蚀,杂质作为阴极,在其表面H+得电子被还原析出氢气。两极反应式为: 阳极:Fe = Fe2++2e- 阴极:2H++2e-= H2↑ 在其中加入K3[Fe(CN)6],则阳极附近的Fe2+进一步反应: 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) (2)宏电池腐蚀 ①金属铁和铜直接接触,置于含有NaCl、K3[Fe(CN)6]、酚酞的混合溶液里,由于?O(Fe2+/Fe)< ?O(Cu2+/Cu),两者构成了宏电池,铁作为阳极,失去电子受到腐蚀(属于吸氧腐蚀)。两极的电极反应式分别如下: 阳极反应式: Fe = Fe2++2e- 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(铜表面)反应式: O2+2H2O +4e-= 4OH- 在阴极由于有OH-生成,使c(OH-)增大,所以酚酞变红。

人教版高二化学选修四 4.4 金属的电化学腐蚀与防护教案

第四节金属的电化学腐蚀与防护 教学目标: 知识与技能: 1、了解金属腐蚀的危害及金属腐蚀的本质原因; 2、了解金属腐蚀的种类,发生腐蚀的反应式的书写; 3、掌握金属防护的方法。 过程与方法: 1、培养学生依据事实得出结论的科学方法; 2、培养学生的观察能力。 情感态度与价值观: 增强学生的环保意识 教学重点、难点: 金属的电化学腐蚀 课时安排:1课时 教学方法: 教学过程: 引入]在日常生活中,我们经常可以看到一些美丽的金属器皿使用一段时间后会失去表面的光泽。如:铁器会生锈、铜器会长出铜绿。实际上金属的生锈,其主要原因与原电池的形成有关,下面我们就来分析一下金属腐蚀的原因。 板书]第四节金属的电化学腐蚀与防护 阅读]请同学们阅读课本P84内容回答下列问题: 什么是金属腐蚀?金属的腐蚀有哪几种? 学生阅读后回答]金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 板书]一、金属的电化学腐蚀 1、金属的腐蚀 (1)概念:金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程 提问]生活中你所了解的金属腐蚀有哪些? 回答]铁生锈、铜长出铜绿、铝锅出现白色的斑点等。 提问]金属腐蚀的原因是什么?

回答]金属由单质变成化合物,使电子被氧化。 板书](2)金属腐蚀的本质:M—ne—=M n+ 讲述]金属腐蚀为失电子,是内因。金属越活泼,越易失电子,越易被腐蚀。金属腐蚀还与外因有关,即与金属接触的介质不同,发生的腐蚀情况也不同。 板书](3)金属腐蚀的类型: ①化学腐蚀:金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。例如铁丝在氧气中燃烧、铜在氯气中燃烧等。 讲述]上面的腐蚀没有形成原电池,还有一类是在腐蚀过程中形成了原电池。 板书]②电化学腐蚀:不纯金属与电解质溶液接触时比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀。 引导]请同学们讲述一下钢铁在潮湿的环境中生锈的过程。 学生]在潮湿的空气中,,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜是含有少量H+和OH—还溶解了O2等气体,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它与钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。 投影]钢铁的电化学腐蚀示意图 引导]根据以前所学内容,指出钢铁腐蚀时形成的原电池的正负极,写出电极反应方程式: 指定学生板书] 负极(Fe):2Fe—4e—=2Fe2+ 正极(C):O2+2H2O+4e—=4OH— 总反应:2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2 讲解]Fe(OH)2继续被氧气氧化生成Fe(OH)3,Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈(Fe2O3.xH2O)。这种腐蚀是由于电解质溶液中溶有O2造成的。所以把这种腐蚀叫做吸氧腐蚀。这种腐蚀普遍存在,在电化学腐蚀中为主。如果电解质溶液中有CO2气体或H+时,会有H2放出(析出),所以这种电化学腐蚀也叫做析氢腐蚀。总之,无论是哪种腐蚀,其结果都是水膜中OH—浓度相对增加。 板书]析氢腐蚀 负极(Fe):Fe—2e—=Fe2+ 正极(C):2H++2e—=H2↑ 引导]请同学们根据以上学习比较化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系,并填写下表: 投影](表中内容学生讨论后再显示)

金属的电化学腐蚀与防腐

金属的电化学腐蚀与防腐 李泽升 宁夏大学资源环境学院 12级环境科学1班 摘要:腐蚀现象都是由于金属与一种电解质(水溶液或熔盐)接触,因此有可能在金属/电解质界面发生阳极溶解过程(氧化)。这时如果界面上有相应的阴极还原过程配合,则电解质起离子导体的作用,金属本身则为电子导体,因此就构成了一种自发电池,使金属的阳极溶解持续进行,产生腐蚀现象。 关键词:电化学腐蚀原理晶间腐蚀均匀腐蚀应力腐蚀防护与应用镀层阳极保护 一、引言 随着社会生产力的发展,人民生活水平的提高,金属的使用在日常生活中应用的越来越普遍,由金属腐蚀所带来的损失也越来越严重,这样研究金属的腐蚀与防护便显得非常的重要,本论文主要综合讲述了金属的电化学腐蚀的基本原理和分类,以及讨论了有关现实生产生活中具体的防护措施,以更好的指导现实实践。 二、电化学腐蚀原理 金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。介质中被还原物质的粒子在与金属表面碰撞时取得金属原子的价电子而被还原,与失去价电子的被氧化的金属“就地”形成腐蚀产物覆盖在金属表面上,这样一种腐蚀过程称为化学腐蚀。由于金属是电子的良导体,如果介质是离子导体的话,金属被氧化与介质中被还原的物质获得电子这两个过程可以同时在金属表面的不同部位进行。金属被氧化成为正价离子(包括配合离子)进入介质或成为难溶化合物(一般是金属的氧化物或含水氧化物或金属盐)留在金属表面。这个过程是一个电极反应过程,叫做阳极反应过程。被氧化的金属所失去的电子通过作为电子良导体的金属材料本身流向金属表面的另一部位,在那里由介质中被还原的物质所接受,使它的价态降低,这是阴极反应过程。在金属腐蚀学中,习惯地把介质中接受金属材料中的电子而被还原的物质叫做去极化剂。经

材料的腐蚀与防护

姓名:贾永乐学号:201224190602 班级:机械6班 检索主题:材料的腐蚀与防护 数据库:中国知识资源总库——中国期刊全文数据库 检索方法:用高级检索,主题词:腐蚀与防护关键词:材料相与检索结果:1456篇,其中关于航空材料的13篇;金属材料的腐蚀的183篇;材料的防护的522篇,其余为腐蚀与防护相关 的其它技术和方法。 文献综述 1材料腐蚀与防护的发展史: 所有的材料都有一定的使用寿命,在使用过程中将遭受断裂、磨损、腐蚀等损坏。其中,腐蚀失效的危害最为严重,它所造成的经济损失超过了各种自然灾害所造成的损失总和,造成许多灾难性的事故,造成了资源浪费和环境污染。因此,研究与解决材料的腐蚀问题,与防止环境污染、保护人民健康息息相关。在现代工程结构中,特别足在高温、高压、多相流作用下,以及在磨损、断裂等的协同作用下,腐蚀损坏格外严重。据统计,材料腐蚀带来的经济损失约占国民生产总值的1.8%~4.2%。而常用金属材料最容易遭受腐蚀,因此金属腐蚀的研究受到广泛的重视【1】。我们只有在搞清楚材料腐蚀的原因的基础上,才能研制适宜的耐腐蚀材料、涂层及采取合理的保护措施,以达到防止或控制腐蚀的目的。从而减少经济损失和事故,保护环境保障人类健康。 每年由于腐蚀引起的材料失效给人类社会带来了巨大的损失。航

空材料的腐蚀损失尤为巨大。我国针对航空产品的腐蚀与防护的研究和应用起始于上世纪五十年代,经过几十年的曲折发展,取得了很大进步。目前在航空产品的常温腐蚀与防护上,已经进入了向国际接轨的发展阶段。航空材料由于服役环境复杂多变, 不同构成材料相互配合影响, 导致航空材料在飞行器的留空阶段、停放阶段遭受多种不同种类的腐蚀, 增加了飞行器的运营成本, 对飞行器的功能完整性和使用安全性造成严重的危害。英美空军每架飞机每年因腐蚀造成的直接修理费用为11 000~ 55 000美元之间【2】。1985年8月12日,日本一架B747客机因应力腐蚀断裂而坠毁,死亡500余人。因此航空材料的腐蚀防护技术研究对航空业的发展具有举足轻重的作用。 1978.10国家科委主任方毅在全国聘任27位科学家组建了我国《腐蚀科学》学科组,笔者作为学科组成员,第三专业组(大气腐蚀专业组)副组长,承担了航空航天部分的调查任务。1980.1—1982.6广泛函调一百多个工厂,并深入26个厂、所、部队,机场进行了实地考查,发现了大量的腐蚀问题,笔者1985年在我国首次出版了《航空产品腐蚀故障事例集》,汇集了数据比较周全,二十世纪六、七十年代的46个腐蚀故障【3】。 1990年前,铁道车辆车体结构通常采用普碳钢制造,加之使用涂料档次低,对表面处理和涂装工艺不够重视,车辆锈蚀严重,修理时车体钢板的更换率相当高,有些客车甚至仅使用1个厂修期就报废。1985年,耐大气腐蚀钢(即Corten钢,又称耐候钢)开始用于车辆,到1990年,已在全部新造车辆上采用。由于这类钢材含有(0.2%~0.4%

金属的电化学腐蚀与防护

第二章金属的电化学腐蚀 通常规定凡是进行氧化反应的电极称为阳极;进行还原反应的电极就叫做阴极。由此表明,作为一个腐蚀电池,它必需包括阴极、阳极、电解质溶液和电路四个不可分割的部分。而腐蚀原电池的工作历程主要由下列三个基本过程组成: 1、阳极过程:金属溶解,以离子的形式进入溶液,并把当量的电子留在金属上; 2、阴极过程:从阳极过来的电子被电解质溶液中能够吸收电子的氧化性物质所接受; 3、电流的流动:金属部分:电子由阳极流向阴极; 溶液部分:正离子由阳极向阴极迁移。 4、腐蚀电池的类型 可以把腐蚀电池分为两大类:宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池 一、宏观腐蚀电池 1)、异金属接触电池 2)、浓差电池 3)、温差电池 二、微观腐蚀电池 在金属表面上由于存在许多极微小的电极而形成的电池称为微电池。微电池是因金属表面的电化学的不均匀性所引起的 1、金属化学成分的不均匀性 2、组织结构的不均匀性 3、物理状态的不均匀性 4、金属表面膜的不完整性 当参与电极反应的各组分活度(或分压)都等于1,温度规定为25 C,这种状态称为标准状态,此时,平衡电位Ee等于E0,故E0称为标准电位。 由于通过电流而引起原电池两极间电位差减小并因而引起电池工作电流强度降低的现象,称为原电池的极化作用。 当通过电流时阳极电位向正的方向移动的现象,称为阳极极化。 当通过电流时阴极电位向负的方向移动的现象,称为阴极极化。 消除或减弱阳极和阴极的极化作用的电极过程称为去极化作用或去极化过程 根据控制步骤的不同,可将极化分为两类:电化学极化和浓度极化 极化分类: 电化学极化:电子转移步骤最慢为控制步骤所导致 浓度极化:电子转移步骤快,而反应物从溶液相中向电极表面运动成产物自由电极表面向溶液相内部运动的液相传质成为控制步骤 电阻极化:电流通过电解质溶液和电极表面的某种类型膜而产生的欧姆降。 产生阳极极化的原因: 1、阳极的电化学极化 2、阳极的浓度极化 3、阳极的电阻极化。 析氢腐蚀以氢离子作为去极化剂的腐蚀过程,称为氢离子去极化腐蚀 吸氧腐蚀以氧作为去极化剂的腐蚀过程,称为氧去极化腐蚀 氢去极化腐蚀的特征 1、阴极反应的浓度极化小,一般可以忽略。 2、与溶液PH值关系很大。 3、与金属材料的本质及表面状态有关。 4、与阴极面积有关。

金属的腐蚀和防护(教案)

第二节金属的腐蚀和防护(第1课时) 榆中七中孙志彪 【教学目标】:1、了解金属腐蚀的危害,认识金属腐蚀造成的经济影响.2、应用原电池原理,了解金属电化腐蚀的原因,能解释金属发生电化学腐蚀的原因3.了解一些选择防铁锈方法时应考虑的因素,通过实验探究防止金属腐蚀的措施, 【教学重点】:金属电化腐蚀【教学难点】:金属电化腐蚀;钢铁腐蚀【教学方法】:启发式、讨论式、实验法【教具】:实验投影仪教学过程:【引言】在日常生活中,金属腐蚀的现象随处可见。现在,请各小组代表把课前搜索的信息给全班同学展示一下。三个小组代表分别发言【学生演讲】(二分钟)介绍金属腐蚀造成的影响。【设问、过渡】钢铁为什么会生锈?我们怎么样利用化学知识来减小金属腐蚀?让我们一起来学习有关金属腐蚀的知识。以铁生锈为例来简单说明:【板书】金属的腐蚀与防护【小结】金属腐蚀就是游离态的金属单质被氧化成化合态的金属氧化物或其他化合物的过程,可表示为:【板书】金属腐蚀的实质:M → M n++ ne- 金属腐蚀的分类:化学腐蚀与电化学腐蚀【提问】举例说明什么是化学腐蚀和电化学腐蚀? 【学生回答】铁和氯气直接反应而腐蚀;钢管被原油中的含硫化合物腐蚀均为化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中生锈是电化学腐蚀。【过渡】钢铁在潮湿的空气里所发生的腐蚀,就是电化学腐蚀的最普通的例子。在一般情况下,金属腐蚀大多是电化学腐蚀。【提问】电化学腐蚀是怎样形成的?它具有哪些特征?让我们通过实验来研究学习有关电化学腐蚀的知识。【过渡】上学期我们已学习了有关原电池的知识,现在我们从金属腐蚀的角度来分析铜--锌原电池实验的原理。【课件演示】铜-锌原电池实验做如下实验:锌片投入稀硫酸中——腐蚀的种类及特点;用铜丝接触锌片——腐蚀的种类及特点。【投影、复习】原电池反应:Zn(-):Zn→ Zn2+ +2e- (氧化反应) Cu(+):2H++ 2e-

金属的电化学腐蚀与防护习题

金属的电化学腐蚀与防 护习题 集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)

训练5 金属的电化学腐蚀与防护 一、金属的腐蚀 1.关于金属腐蚀的叙述中,正确的是 ( ) A .金属被腐蚀的本质是M +n H 2O===M(OH)n +n 2 H 2↑ B .马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时,首先是镀层被氧化 C .金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 D .常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀 2.下列事实与电化学腐蚀无关的是 ( ) A .光亮的自行车钢圈不易生锈 B .黄铜(Cu 、Zn 合金)制的铜锣不易生锈 C .铜、铝电线一般不连接起来作导线 D .生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈 3.出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu 2(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说 法不正确的是( ) A .锡青铜的熔点比纯铜低 B .在自然环境中,锡青铜中的锡可对铜起保护作用 C .锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快 D .生成Cu 2(OH)3Cl 覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程 二、铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀 4.下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的是 ( ) A .铁为正极 B .碳为正极 C .溶液中氢离子浓度不变 D .析氢腐蚀在任何溶液中都会发生 5.在铁的吸氧腐蚀过程中,下列5种变化可能发生的是 ( ) ①Fe 由+2价转化成+3价 ②O 2被还原 ③产生H 2 ④Fe(OH)3失水 形成Fe 2O 3·x H 2O ⑤杂质C 被氧化除去 A .①②④ B .③④ C .①②③④ D .①②③④⑤ 6.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应为2Fe +2H 2O + O 2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是 ( ) A .负极发生的反应为Fe -2e -===Fe 2+

金属的电化学腐蚀与防护测试题(含答案)

金属的电化学腐蚀与防护测试题(含答案) 《金属的电化学腐蚀与防护》 一、选择题 1. 为了防止钢铁锈蚀,下列防护方法中正确的是 A. 在精密机床的铁床上安装铜螺钉 B. 在排放海水的钢铁阀门上用导线 连接一块石墨,一同浸入海水中 C. 在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里 D. 在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极 2. 以下现象 与电化学腐蚀无关的是 A. 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 B. 生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈 C. 铁制器件附有铜制配件,在接触处易生铁锈 D. 银制奖牌久置后表面变暗 3. 埋在地下的铸铁输油管道,在下列各种情况下被腐蚀的速度最慢的是 A. 在含铁元素较多的酸性土壤中 B. 在潮湿疏松透气的土壤中 C. 在干燥 致密不透气的土壤中 D. 含碳粒较多、潮湿透气的中性土壤中 4. 下列各方法中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是①金属表面涂抹油漆②改变金属的内部结构③保持金属表面清洁干燥④在金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜 A.①②③④ B.①③④⑤ C.①②④⑤ D.全部 5. 下列对金属及其制品的防护措施中,错误的是 A. 铁锅用完后,用水刷去其表面的油污,置于潮湿处 B. 通过特殊工艺,增加铝制品表面的氧化膜 C. 对于易生锈的铁制品要定期刷防护漆 D. 把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢 6. 为研究金属腐蚀的条件和速率,某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中,再放置于玻璃钟罩里保存一星期后,下列对实验结束时现象描述不正确的是 A.装置Ⅰ左侧的液面一定会上升 B.左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低 C.装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D.装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 7. 下列关于金属腐蚀正确的是: A. 金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是:M + n H2O === M(OH)n + n/2 H2↑ B. 金属的化学腐蚀的实质是:M ?C ne- = Mn+ ,电子直接转移给氧化剂 C. 金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D. 在潮湿的中性环境中,金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 8. 随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提上议事日程,其首要原因是 A.利用电池外壳的金属材料 B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C.不使电池

东北大学 材料腐蚀与防护 复习

第一章 耐蚀性:指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。 腐蚀性:指环境介质腐蚀材料的强弱程度。 高温氧化:在高温条件下,金属与环境介质中的气相或凝聚相物质发生化学反应而遭受破坏的过程称高温氧化,亦称高温腐蚀。 毕林—彼得沃尔斯原理或P-B 比:氧化时所生成的金属氧化膜的体积2MeO V 与生成这些氧化膜所消耗的金属的体积Me V 之比。 腐蚀过程的本质:金属 → 金属化合物 (高温)热腐蚀:指金属材料在高温工作时,基体金属与沉积在其工作表面上的沉积盐及周围工作气体发生总和作用而产生的腐蚀现象称为热腐蚀. p 型半导体:通过电子的迁移而导电的半导体; n 型半导体:通过空穴的迁移而导电的半导体。 n 型:加Li (低价),导电率减小,氧化速度增加;加Al (高价),导电率增加,氧化速度降低。 p 型:加Li (低价),导电率增加,氧化速度降低;加Cr (高价),导电率减小,氧化度增加。 腐蚀的危害 1)造成巨大的经济损失;2)造成金属资源和能源的浪费造成设备破坏事故,危及人身安全;3)引起环境污染。 金属一旦形成氧化膜,氧化过程的继续进行将取决于两个因素 1)界面反应速度,包括金属/氧化物界面以及氧化物/气体两个界面上的反应速度;2)参加反应物质通过氧化膜的扩散速度。(这两个因素实际上控制了继续氧化的整个过程,也就是控制了进一步氧化速度。在氧化初期,氧化控制因素是界面反应速度,随着氧化膜的增厚,扩散过程起着愈来愈重要的作用,成为继续氧化的速度控制因素)反映物质通过氧化膜的扩散,一般可有三种传输形式 1)金属离子单向向外扩散;2)氧单向向内扩散;3)两个方向的扩散。 反应物质在氧化膜内的传输途径 1)通过晶格扩散:温度较高,氧化膜致密,而且氧化膜内部存在高浓度的空位缺陷的情况下,如钴的氧化;2)通过晶界扩散。在较低的温度下,由于晶界扩散的激活能小东北大学 材料腐蚀与防护 整理人 围安 E-mail jr_lee@https://www.360docs.net/doc/f82456583.html, 2016.1.2

高中化学选修四高效课堂教学设计:4.4金属的电化学腐蚀与防护

前言 我们分析每年考上清华北大的北京考生的成绩,发现能够考上清北的学生化学的平均分都在95分以上,先开始我们认为,学习能力强的孩子化学一定学得好。可是在分析没有考上清北的学生的成绩的时候发现,很多与清北失之交臂的学生,化学的平均分要略低,数学物理的分数却不相上下。我们仔细讨论其中的缘由,通过对学生的调查研究发现一个令人惊讶的结论:化学学的好的学生更容易在理综上考得高分! 这是因为化学学的好的学生,能够用更快的速度在理综考试中解决100分的分值,之后孩子可以用更多的时间去处理没有见过的物理难题。物理的难题在充分的时间中得到更多考虑的空间,使得考生在理综总分上能够有所突破。所以想上好大学,化学必须学好,化学的使命就是在高考当中帮助考生提速提分。 因此这份资料提供给大家使用,主要包含有一些课件和习题教案。 后序中有提到一些关于学习的建议。 高二化学教案(选修四)

后序: 巧妙运用“三先三后”,把握主动 1. 先通览后答卷 2. 先做熟后做生 3. 先做易后做难 由于选择题的特殊性,即使随意选择一个答案也有25%的正确率,所以不要将 选择题的答案空下,根据感觉把自己认为最有可能的一个选项作为正确答案。二、规范作答,给阅卷者最佳印象 规范解题时心中要装着三个人:一个是高素质的自我,二是精明的命题者,三 是挑剔的阅卷者。 三、运用答题技巧 1. 选择题 解答选择题时在认真审题的基础上仔细考虑各个选项,把选项与题干、选项与选项之间的区别联系看清楚。合理采用排除法、比较法、代入法、猜测法等方法, 避免落入命题人所设的“陷阱”,迅速地找到所要选项。 2。非选择题答题策略和答题技巧 对于非选择题在答题时有些共性的要求。 (1)化学方程式的书写要完整无误。 专业用语不能错。 (3)当答案不唯一或有多种选择时,以最常见的方式作答不易失分。 (4)对于语言叙述性题目作答时要注意,从“已知”到“未知”之间的逻辑关系必须叙述准确,且环环相扣,才能保证不丢得分点,才能得满分。

知识讲解_金属的电化学腐蚀与防护(基础)

高考总复习金属的电化学腐蚀与防护 编稿:房鑫审稿:曹玉婷 【考纲要求】 1.金属腐蚀的种类,探究金属发生电化学腐蚀的原因。 2.了解金属腐蚀的危害,防止金属腐蚀的措施。 【考点梳理】 考点一:金属腐蚀 1.定义:金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 2.本质:金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化生成金属阳离子的过程。 M-ne-==M n+(M代表金属元素)。 3.类型:(1)化学腐蚀:金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程。 (2)电化学腐蚀:不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程。 考点二:金属的电化学腐蚀 1 2.电化学腐蚀的种类: (1)种类:吸氧腐蚀与析氢腐蚀 (2)吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较(以钢铁为例) 3.金属腐蚀的快慢一般规律 (1) 在同一电解质溶液中,电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。 (2) 在不同溶液中,金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀;金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。 (3) 有保护措施的条件下,无防护条件的腐蚀>有一般防护条件下的腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法条件下的腐蚀>外接电源(负极)的阴极保护法条件下的腐蚀。 (4) 对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快。 (5) 由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液,故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式,只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀,而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。 考点三:金属的电化学防护 1.在金属表面覆盖保护层。 ①在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质;

论文-金属材料的腐蚀与防护

金属材料的腐蚀和防护 罗--(学号:1230060054) (-----大学物理与材料科学学院物理学1202班) 专题授课老师:---- 摘要:自从人类发现并使用金属到如今已有5000年的历史,然而人类在享受金属材料的使用带来便利的同时,也在苦恼着金属腐蚀带来的烦恼。人类在使用金属的同时,也在尽最大的努力对金属进行防护。金属的有效防护,一方面可以降低成本,提高劳动生产率,赢得最大的经济效应;另一方面对加强国防建设也有重要的意义。 关键词:金属材料腐蚀防护 引言:当金属和周围气态或液态介质接触时常常由于发生化学作用或电化学作用而逐渐损坏的过程成为金属腐蚀,每年金属腐蚀给国家带来巨大的经济损失,所以金属的有效防护对于一个企业和国家是至关重要的。 1.金属材料的腐蚀机理 1.1金属腐蚀的分类 按照金属的腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。化学腐蚀就是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程;电化学腐蚀就是铁和氧形成两个电极,组成腐蚀原电池。金属腐蚀的实质都是金属原子被氧化转化成金属阳离子的过程。 1.2金属腐蚀的发生

自然界中只有极少数金属(例如金、铂等)能以游离状态存在,而大多数金属都需要从它们的矿石中用不同的能量冶炼出来。因此,金属受周围介质的化学及电化学作用而被破坏,这种现象叫做金属的腐蚀。 1.3金属腐蚀的危害 金属腐蚀的危害首先在于腐蚀造成了巨大的经济损失。这种损失可分为直接损失和间接损失。直接损失包括材料的损耗、设备的失效、能源的消耗。由于腐蚀,使大量有用材料变为废料,估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备约为其年产量的10% 。间接损失包括因腐蚀引起的停工停产,产品质量下降,大量有用有毒物质的泄漏、爆炸,以及大规模的环境污染等。一些腐蚀破坏事故还造成了人员伤亡,直接威胁着人民群众的生命安全。 2.金属腐蚀防护的方法 2.1 改变金属的组成 这种方法最常见的是不锈钢材料。通过在钢铁中加入12-30%的金属铬而改变钢铁原有的组成,从而改善性能,不易腐蚀。如目前迅速发展起来的不锈钢炊具,餐具等就是以此为材料的。2.2 形成保护层 在金属表面覆盖各种保护层,把被保护金属与腐蚀性介质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。可以形成以下几种保护层来对金属腐蚀进行防护: (1)磷化处理: 钢铁制品去油、除锈后,放入特定组成的磷酸

金属的腐蚀与防护精品教学设计课件.doc

《金属的腐蚀与防护》教学设计 【教学目的】 1.知识:使学生了解金属腐蚀,特别是电化腐蚀的原因和金属防护的 常用方法。 2.能力:培养学生的自学能力,理论联系实际的能力和归纳总结知 识的能力。 3.德育:使学生树立环境保护意识和珍惜资源,可持续发展的意识。【教学重点】电化腐蚀的原因。 【教学难点】析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式。 【教学用品】投影仪 【教学过程】 [探索实验]1、向一充满氧气的大试管 A 中放入几枚用NaCl饱和溶液浸泡过的无锈铁钉后,用带导管的单孔胶塞塞紧,再把导管的另一端 伸入烧杯水中0.5cm左右,观察现象。 2、向另一大试管 B 中放入几枚用稀盐酸溶液浸泡过的无锈铁钉后,用带 导管的单孔胶塞塞紧,再把导管的另一端伸入烧杯水中0. 5cm左 右,观察现象。 [师述]我们刚做了两个探索实验,大家都很关心:两支试管里,明显地看到:铁钉生锈了。除了铁钉生锈,还有什么现象呢? [投影]示A,B两组导管内液面的变化(为利于观察,可在A,B的长导管内各滴加一滴红墨水)(见表一) 现象:A中:长导管内液面上升,B中:长导管内液面下降。 [师述]大家一定在想:铁钉为什么会生锈?两支试管中长导管内的液面,为什么一个上升,一个下降?这也就是我们这一节课要研究的主要内容。[板书]金属的电化学腐蚀与防护 [师述]通过上一节课的学习,我们已经掌握了原电池的化学原理,本节课就是要应用原电池的化学原理,研究金属腐蚀的原因和金属的防护问题。为 了培养同学们的自学能力,理论联系实际的能力和对知识归纳总结的能 力。本节课采用“自学讨论,师生共议,民主教学,亦教亦学”的教学

方法。请大家用10分钟时间,结合自学提纲阅读教材,并完成上述探 索实验的报告,准备好发言。发自学提纲讲义(上附探索实验报告)[板书]一、金属的电化学腐蚀 1、金属的电化腐蚀的本质:M - ne- = M n+ 2、钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的分析和比较; 3、金属电化学腐蚀与化学腐蚀的比较; 4、金属防护的常用方法; [自学提纲] 1.金属的电化腐蚀的本质是什么? 请分析:钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀中:a)原电池的形成条件;b)正、 负极;c电解质溶液;d)电子如何流动形成电通路;e)电极反应;f) 最终腐蚀产物;g)哪种腐蚀更普遍。 2.析氢腐蚀、吸氧腐蚀中“析”和“吸”字的含意。 3.什么情况下,金属会发生化学腐蚀?试从形成条件、主要现象、腐蚀 本质、相互关系去比较电化腐蚀与化学腐蚀的异同点。 4.试举例说明金属腐蚀的危害和金属防护的重要意义,如何根据原电池 反应的原理去选择金属防护的方法? [探索实验报告] 表一 试现象解释反应式 管 A铁钉生锈,发生析氢腐蚀,产生H2,增大,(-)Fe-2e=Fe2+长导管液面试管内气体增多,压强增大,(+)2H++2e=H2 上升导致导管内液面上升 B铁钉生锈,发生吸氧腐蚀,消耗O 2,试管内(-)Fe-2e=Fe2+长导管液面气体减少,压强,减小,导致(+)2H2O+O2+4e=4OH-下降导管内液面下降

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