金属的腐蚀和防护1-3-3

2Fe＋O2＋2H2O ===2Fe(OH)2
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O
吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍
注意： （1）电化学腐蚀是通过构成无数微小的原 电池而发生的，作为负极的较活泼金属将不 断被腐蚀。而不活泼的金属（或非金属或其 它杂质）则被保护。 （2）电化学腐蚀，只有当金属跟电解质溶 液接触时，才会发生，并伴有微电流产生。 （3）原电池反应能加快金属腐蚀
两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍
小结：
1.金属腐蚀的本质：
金属原子 失去 e氧化 反应 阳离子 ，发生_____ 金属______
①化学腐蚀 2.金属腐蚀
的分类
（普遍） (中性、碱性或 吸氧腐蚀 弱酸性环境) ②电化 学腐蚀 析氢腐蚀 (较强酸性环境)
金属腐蚀的危害
金属的腐蚀对国民经济带来的损失是惊人的， 据美国的一份统计报告，全世界每年由于腐蚀而报 废的金属设备和材料，约相当于金属年产量的1/3， 至于因设备腐蚀损坏而引起的停工减产、产品质量 下降、污染环境、危害人体健康甚至造成严重事故 的损失，就更无法估计了。当前，世界各国都有许 多优秀的科学家，从事金属腐蚀理论及防护方法的 研究工作。有志者可选择这方面的课题研究，一定 会大有作为；一旦有新的突破，产生的经济效益和 社会影响，必将是巨大的。
船身如何防腐蚀的？
船身上装锌块
用牺牲锌块的方法来保护
如何防止地下钢铁管道的腐蚀？
用牺牲镁块的方法来防止地下钢 铁管道的腐蚀，镁块要定期更换
3.金属的电化学防护
消除引起金属发生电化学腐蚀的原电池反应
(1)牺牲阳极保护法
原理：在被保护的金属上连接比该金属 ___________，此金属作___ 负 极，反应受 更活泼的金属 到腐蚀，被保护的金属作___ 正 极，不反应， 起到保护作用。—叫做牺牲阳极保护法。 做负极材料常用的有_____________ 镁、铝、锌
(2)阴极电保护法 这种方法是将被保护的钢铁设备(如钢闸
负 门 )与外加直流电源的________ 极相连作为 阴 极，而将直流电源的正极接到一 ________ 阳 些废铁上，使废铁成为 ________ 极。这种
防止金属腐蚀的方法—叫做阴极电保护法。
温 馨 提 示
小结：防腐效果由好到差的顺序为：
②若电解质溶液酸性较弱或呈中性或呈碱性 ——吸氧腐蚀 铁 负极：＿＿，电极反应式： 2Fe - 4e-＝ 2Fe2+ 正极：＿＿，电极反应式： 碳
2H2O + O2 + 4e- ＝ 4 OH总反应式：2Fe+ 2H2O + O2 ＝ 2 Fe(OH)2↓
钢铁的两种环境下的腐蚀比较
（1）析氢腐蚀 （2）吸氧腐蚀
(2)、若液面下降，则溶液呈__________ 较强酸性性，， 电极反应式为：
-＝Fe2+ Fe 2e 负极：__________________________ ++2e-＝H ↑ 2H 2 正极：_________________________________
• 4.把a、b、c、d四块金属片浸入稀酸中，用导线两 两相连组成原电池。若a、d相连时，a为负极；c、 d相连时，电子由c到d；a、c相连时，c极上产生大 量气泡；b、d相连时，b极上有大量气泡产生。则 四种金属的活动性顺序由强到弱为：（B ） • A.a>b>c>d B.a>c>d>b • C. c>a>b>d D.b>d>c>a • 8、钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是： C （ ） • A.2H+ + 2e- === H2↑ • B.Fe 2+ + 2e- == Fe • C.2H2O + O2 + 4e- === 4OH • D. Fe 3+ + e- === Fe 2+
1.埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种 情况下被腐蚀速率最慢的是 ( C ) A．在潮湿疏松的土壤中； B．在含铁元素较多的酸性土壤中； C．在干燥致密不透气的土壤中； D．在含碳较多的潮湿透气的中性土壤
2.下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后 (4) (2) (1) (3) 腐蚀速率由慢到快的顺序是：________________
Fe2O3 · nH2O （铁锈）
联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
小结：钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜酸性很弱或呈 中性、碱性 溶有O2的水溶液
形成条件
水膜酸性较强
电解质溶 溶有CO2的水溶液 液 负极反应 正极反应
Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2 2H2O＋O2＋4e－ ===4OH－
P57思考与交流
1、请根据以下的生活中的例子，总结金属防护常 用的方法，并解释这些方法为什么可以达到防止 金属腐蚀的目的？
健身器材如何防锈？
刷油漆
衣架和电线如何防锈？
外面包上一层塑料层
某些工具的“机械传动部位” ，能用 应选用什么呢？ 油漆来防锈吗？
不能用油漆来防锈，而是选用油脂
二、金属的防护
(一)影响金属腐蚀的因素：
金属的本性和介质 (二) 金属在什么条件下容易被腐蚀？
在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电解质， 都容易被腐蚀
（三）金属的防护方法 :
1.改变金属的内部组织结构； 如：将Cr、Ni等金属加进钢里制成不锈钢 空气 、 2.在金属表面覆盖保护层，使它与________ 水 隔离 __________ 等物质_________ 。 如：喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、表面钝化( 氧化成致密的氧化膜)、搪瓷、包塑料等方法。
复习衔接
原电池的形成条件:
(1)活泼性不同的两种金属（或金属与石墨） 构成两个电极 (2)电解质溶液 (3)构成闭合电路 (4)自发的氧化还原反应
原电池正负极的判断 根据金属的活泼性判断 负 极, 不活泼金属(或可导电的 活泼金属做___
正 极 非金属）做___
根据电极反应来判断 发生____ 负 极（电极消耗） 氧化 反应的是____ 正 极（电极放出气体 还原 反应的是____ 发生____ 或析出金属）
条 件
水膜呈______ຫໍສະໝຸດ 较强酸性。负极Fe(-) Fe-2e- =Fe2+
碱性 水膜呈 中性 、 酸性很弱 或________
2Fe-4e- =2Fe2+
电 ++2e-=H ↑ - =4OH2H O +2H O+4e 正极 2 极 2 2 反 C(+) += 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2↓ Fe+2H 总反应 : 应 Fe2++H2↑ 4Fe(OH)2+2H2O+O2 生成铁锈： =4Fe(OH)3
左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的 食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈
升温可加 快金属腐 蚀
（2）电化学腐蚀 不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，
会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子
而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
海边的铁制品比较容易生锈，为什么？
原电池反 应可加快 金属腐蚀
钢铁在酸性环境腐蚀示意图
钢铁在碱性或中性环境腐蚀示意图
自行车如何防生锈？
自行车的车把、 车辐条、钢圈 和车铃防锈措 施是什么？
是在金属表面镀上一层耐腐蚀的金属，如自 行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐 蚀又耐磨的Cr
• 1、 烧过菜的铁锅未及时洗净，第二天便出现红棕 色锈斑（该锈斑为Fe(OH)3失水的产物），试用有 关的电极反应式，离子方程式和化学方程式表示 Fe(OH)3的生成． -＝2Fe2+ 2Fe － 4e • （1）负极______； 2H2O + • （2）正极______ ；O2 + 4e- ＝ 4 OH• （3）离子方程式______；
化学腐蚀与电化学腐蚀的差异 铁与酸反应，铁被腐蚀。 腐蚀速率较慢。
铁作负极被腐蚀 腐蚀速率较快。
化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
化学腐蚀 条件 现象 本质 相互 联系 金属跟具有氧化性 的物质直接接触 无电流产生 金属被氧化 电化学腐蚀 不纯金属或合金 跟电解质溶液及 氧化剂(O2)接触 有微弱电流产生 较活泼金属被氧化
钢铁的电化学腐蚀：潮湿空气中吸附了一层薄薄
的水膜，由于溶解了CO2而形成了电解质溶液
H2O + CO2
H2CO3
H+ + HCO3-
①若电解质溶液酸性较强 ——析氢腐蚀 铁 负极：＿＿，电极反应式： Fe - 2e- ＝ Fe2+ 碳 正极：＿＿，电极反应式： 2H+ + 2e- ＝ H2↑ 总反应式： Fe + 2H+＝ Fe2+ + H2↑
3、如图, 水槽中试管内有一枚铁 钉，放置数天观察： (1)、若液面上升，则溶液呈弱酸性或中性 _______________性， 电极反应式为：负极： 2Fe - 4e-＝2Fe2+ ________________,
-＝4OH－ O +2H O+4e 2 2 正极：___________________________________
P57思考与交流 如何选用防锈方法---请你决策 P58请你当设计师，假设用钢材在杭州西湖内建 造能使用20年左右的一座大桥，有三种防锈 措施供选择，你认为各种方法有什么优、缺 点？你优先选择哪种方法？理由是什么？ （1）涂上油漆 （2）使用镀铬的钢 （3）使用不锈钢
涂油漆的优点是成本较低，缺点是油漆层容易 脱落，保护作用一般，不太适合大桥要使用多 年的要求，而且也不适合在风景区使用。 使用镀铬的钢的优点是保护作用优良，外表美 观，适合在风景区使用。 使用不锈钢的用点是保护作用优异，外表美 观，但成本较高，应酌情考虑。