金属的锈蚀和防护
金属的腐蚀与防护知识点总结
第三单元金属的腐蚀与防护知能定位1.了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。
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及金属的电化学防护的原理。
情景切入铁生锈的现象随处可见，为什么铁在潮湿的环境中容易生锈？采取什么措施可以防止铁生锈呢？自主研习一、金属的电化学腐蚀1.金属腐蚀(1)定义金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
(2)实质金属失去电子被氧化。
(3)类型①化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。
腐蚀过程中无电流产生。
②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。
2.电化学腐蚀(1)吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。
负极：2Fe=4e-+2Fe2+；正极：2H20+02+4e-==40H-；总反应：2Fe+02+2H20==2Fe(OH)2。
最终生成铁锈(主要成分为Fe203-xH20),反应如下：4Fe(OH)2+02+2H20==4Fe(OH)3；2Fe(OH)3==Fe203•xH20+(3-x)H20o(2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有H2放出。
负极：Fe=Fe2++2e-；正极：2H++2e-=H2f;总反应：Fe+2H+==Fe2++H2f。
二、金属的电化学防护1.金属的防护(1)本质：阻止金属发生氧化反应。
(2)方法①改变金属内部结构，如制成合金等。
②加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。
③电化学防护2.电化学防护（1）牺牲阳极的阴极保护法将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起，更活泼的金属作阳极（负极）被腐蚀，作为阴极（正极）的金属被保护。
（2）外加电流的阴极保护法（原理如图）课堂师生互动考例1（2009-北京卷，6）下列叙述不正确的是（）A..铁表面镀锌，铁作阳极B.船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2+2H2O+4e--==4OH-D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl--2e-==Cl2f解析：本题主要考查电化学知识，只要掌握原电池和电解的原理就能作答，A项中锌作阳极，B项锌作负极，铁被保护，C、D都是正确的。
为什么金属会发生腐蚀,如何防止腐蚀？
为什么金属会发生腐蚀，如何防止腐蚀？金属的腐蚀，是一种不可避免的自然现象。
金属表面的化学反应，使得金属不断地剥落和腐蚀。
然而，对于这种自然现象，我们可以采取一些措施来尽量延缓腐蚀的速度，从而延长金属的使用寿命。
一、金属腐蚀的原因金属腐蚀是由于金属表面与空气、水、酸、碱等物质发生化学反应所致。
这种化学反应主要是电化学反应。
金属表面被氧化成锈等物质，被逐渐剥落，从而导致金属损失，最终会导致金属物体失去其性能和功能。
二、金属腐蚀的危害金属腐蚀不仅会减短金属器具的使用寿命，还可能对周围环境和人们的生活带来危害。
比如，金属锈蚀物质可能会被溶解在水中，严重污染蓝色星球的环境，影响到鱼类等生物的生存。
同时，金属腐蚀也会影响到建筑结构和交通设施的性能，危害道路安全和员工生命健康。
三、防止金属腐蚀的措施1. 表面镀层：在金属表面涂上难溶于水、耐酸碱的涂层，可以减缓腐蚀的速度。
例如，在汽车制造业中，钢铁表面镀上一层铬或镍，可以防止氧气和水溶解成的氧化物对金属的侵蚀。
2. 金属防护油：覆盖在金属表面的液态或涂料，可以隔绝空气中的氧气和水分，起到防腐作用。
比如，这种措施可以被用来防止钢铁腐蚀、保护铁制品长期保存。
3. 防腐合金：在合金中添加耐腐蚀的成分，例如铲铜合金、不锈钢等，提高耐腐蚀性能。
4. 电化学防腐：在金属表面涂上一层金属膜，在电化学反应中起到电极的保护作用。
例如，通过电镀发镀的方式，将带电离子的金属颗粒沉积在另一个金属表面上。
综上所述，金属腐蚀是一种自然现象。
我们可以采取各种措施来减缓腐蚀的速度和延长金属使用寿命。
拥有更好的防腐技能，不仅能延长金属的使用寿命，而且能改善人们的生活和环境。
九年级化学下册 第九单元 金属 第三节 钢铁的锈蚀与防护课件初中
8．小刚同学想探究钢铁锈蚀的条件，他将三个干净的铁钉分别放入A、B、C三支试 管中定期观察并记录现象(xiànxiàng)。请回答下列问题：
(1)试管___A_中的铁钉最易生锈。
(2)由此可知，钢铁锈蚀(xiùshí)的条件是与_氧__气___
和__水__充分接触。
(yǎngqì)
②实验二中，若出现_____铁__丝__表__面_(_b_iǎ_o_m_i_àn_)_有__红__色现的象物，质可证明铁的活动性强于铜， 该反应的化学方程式为______________________________。
A．回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要贵
B．回收铝饮料罐可以节约金属(jīnshǔ)资源 C．回收铝饮料罐可以减少对环境的污染 D．回收铝饮料罐可以节约能源
【解析】回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐成本(chéngběn)要低 得多，回收铝饮料罐既可节约金属资源，又可以减少对环境的污染，同 时还能节约能源。
(3)废旧金属“循环利用”的意义是_节__约__金__属__资__源__(或__节__约__冶__炼__金__属__消__耗_的__能源；可 以__(_kě_y_ǐ)_减__少__对_环__境__的__污__染__等__)____________(写一点即可)。
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分层作业
1．下列说法不符合事实的是( )C A．钢铁生锈是缓慢氧化
பைடு நூலகம்
4．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须集中处理的问题被提上议事日程，
其主要原因是( )
C
A．可以卖钱，增加经济收入
B．回收电池中的石墨
C．防止电池中汞、镉和铅等金属离子对土壤(tǔrǎng)和水源的污染
生活中的生锈现象及防护措施
因 生 锈 而 报 废 的 铁 锅 炉
因生锈而严重破损的石油输送管道因生锈而倒塌的高压电铁塔
关注日常生活中的两个现象
(1)留有少量水的铁锅，几 天后会看到什么现象？ (2)铁制的栏杆表面刷了油 漆后会不会生锈？
其他的防锈方法
1、改善金属的本质：如在铁制品中加入镍 和铬制成不锈钢就可以防锈。 2、电化学保护法：用其他金属固定在铁制品 上，形成腐蚀电池，使其他金属被锈蚀从而保护了
车架
链条 轮圈
下雨天骑过的自行车你是怎样保养的， 为什么？
先用干布擦（是为了保持自行车表 面的洁净和干燥） 再用油布擦（是为了在自行车的表 面形成保护膜）
铁制品。此法常用于保护海轮外壳、大型船闸。
3、改善腐蚀环境：降低腐蚀介质的浓度，避 免跟酸性物质接触如酸雨；除去介质中的氧；控制 环境温度、湿度等都可有效的防止生锈。
练习和实践
1、请你比较海南岛和吐鲁蕃的铁制
品哪个更容易被锈蚀？为什么？ 2、请你说说如何处理洗过的铁锅和 铁制的菜刀？ 3、请你说说自行车的不同构件分别是采 用什么方法防锈的？
防止金属锈蚀的方法
防止金属锈蚀的方法
防止金属锈蚀的方法有以下几种：
1.镀层保护：在金属表面镀上防锈层，如镀锌、镀铬等。
这些镀层可以阻断金属与外界氧气、水分的接触，有效防止金属锈蚀。
2.喷涂保护：使用防锈漆或喷涂其他防腐涂料，形成一层保护膜，可隔绝金属与环境的接触，达到防锈的效果。
3.电化学保护：通过施加电流，将金属表面形成一层保护性氧化层，如阳极保护、阴极保护等。
4.合理选用金属：选择具有优良耐腐蚀性能的金属材料，如不锈钢、铜等。
5.控制环境条件：尽量避免金属暴露在潮湿、高温、高湿度、酸碱性强的环境中，这些环境容易使金属发生锈蚀。
6.定期维护：对金属表面进行定期清洁、除去锈迹，涂抹防锈剂或保养剂，保持金属表面的光洁与防护。
综上所述，通过镀层保护、喷涂保护、电化学保护、合理选用金属、控制环境条件和定期维护等方法可以有效防止金属锈蚀。
金属防腐处理方法
金属防腐处理方法一、金属的防护及保护方法（一）金属的防护针对金属腐蚀的原因采取适当的方法防止金属腐蚀，常用的方法有：1.改变金属的内部组织结构例如制造各种耐腐蚀的合金，如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。
2.保护层法在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀。
如：（1）在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。
（2）用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。
这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。
（3）用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化膜。
如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化三铁薄膜等。
3.电化学保护法利用原电池原理进行金属的保护，设法消除引起电化腐蚀的原电池反应。
电化学保护法分为阳极保护和阴极保护两大类。
应用较多的是阴极保护法。
4.对腐蚀介质进行处理消除腐蚀介质，如经常揩净金属器材、在精密仪器中放置干燥剂和在腐蚀介质中加入少量能减慢腐蚀速度的缓蚀剂等。
（二）电化学保护将被保护的金属作为腐蚀电池的阴极，使其不受到腐蚀，所以也叫阴极保护法。
这种方法主要有以下两种：1.牺牲阳极保护法此法是将活泼金属（如锌或锌的合金）连接在被保护的金属上，当发生电化腐蚀时，这种活泼金属作为负极发生氧化反应，因而减小或防止被保护金属的腐蚀。
这种方法常用于保护水中的钢桩和海轮外壳等例如水中钢铁闸门的保护，通常在轮船的外壳水线以下处或在靠近螺旋浆的舵上焊上若干块锌块，来防止船壳等的腐蚀。
2.外加电流的保护法将被保护的金属和电源的负极连接，另选一块能导电的惰性材料接电源正极。
通电后，使金属表面产生负电荷（电子）的聚积，因而抑制了金属失电子而达到保护目的。
此法主要用于防止在土壤、海水及河水中的金属设备受到腐蚀。
电化学保护的的另一种方法叫阳极保护法，即通过外加电压，使阳极在一定的电位范围内发生钝化的过程。
金属的锈蚀与防护
C或H2
资料一：据有关资料报道， 现在世界上每年因腐蚀而报 废的金属设备和材料相当于 年产量的20% ~ 40%。
资料二：矿物的储量有限，而且不能再生。 根据已探明的一些矿物的储藏量，并目前这 些金属的消耗速度，有人估 计一些矿物、可 供开采的年限如课本图所示（不包括今后新 探明的矿物储量，一些国家的金属储备和金 属的回收利用等）。
除去残余的二氧化碳
。
2、实验开始时，应 先通一氧化碳再加热 (填 “先加热再通CO”或“先通CO再加热”)， 目的是 赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸 。
3、实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的 现象为 固体由红棕色变成黑色 ，反应方程式为
Fe2O3 + 3CO
高温
2Fe + 3CO2
。
4、除CO外，还有哪些物质可以还原Fe2O3 (请写一物质的化学式)。
高温
2Fe + 3CO2 CaCO3 ↓+ H2O
例： 1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出 含铁96%的生铁的质量是多少？ 解：氧化铁的质量： 1000t× 80% =800t 设：理论上可炼出铁的质量为x Fe2O3 + 3CO 高温 2Fe + 3CO2 160 2×56 800t x 160 800t 2×56 x x = 560t 折合为含铁96%的生铁的质量为560t÷96%=583t 答：1000t可炼出生铁为583t。
赤铁矿[Fe2O3]
Hale Waihona Puke 黄铁矿[FeS2]菱铁矿[FeCO3]
铝土矿[Al2O3] 黄铜矿[CuFeS2] 辉铜矿[Cu2S]
实验室：一氧化碳还原氧化铁[Fe2O3] 用酒精灯点燃尾气的作用是 防止CO污染空气
金属的腐蚀和防护
这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
科学探究
不同条件下铁钉的腐蚀
现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、 NaCl溶液、CH3COOH溶液和煮沸后迅速 冷却的蒸馏水，你也可以选用其他物品，设 计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在 什么条件下锈蚀速率快。
实 验 方 案
CH3COOH溶 煮沸后迅速冷 液 却的蒸馏水 NaCl溶液
家用燃气灶
放在南极已差不多 90年食品罐头
在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地 区铁生锈相对慢一些？为什么？ 新疆吐鲁番，因为该地区相对干燥， 水分稀少，而海南地区潮湿多雨，温度 高，易发生电化学腐蚀。
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，
2、介质：遇潮湿空气、腐蚀性气体、电 解质溶液，容易被腐蚀
思考与交流
讨论自行车的不同构件如链条、钢圈、 支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施？
思考与交流
请根据生活常识以及下图总结金
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。
健身器材刷油漆以防锈
衣架和电线的外面 包上一层塑料层
植 物 油 煮沸后迅速冷 却的蒸馏水 植物油
有气泡产 记 录 生，反应 速率快
相当长时 间铁钉未 被腐蚀
铁钉渐 渐生锈
无现象
无现象
铁钉被腐 由于无O2，铁钉被 较长时间 腐蚀 蚀最快 结 铁钉未被 论 腐蚀
由于无 O2，铁 钉未被 腐蚀
由于无O2、 H2O铁钉 不能被腐 蚀
钢铁在干燥的空气里长时间不易被 腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐 蚀,这是什么原因呢?
其中铁作负极,碳作正极
电解质溶 液
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第九单元金属第三节钢铁的锈蚀与防护
知识点：钢铁的锈蚀与防护、金属资源保护
1.探究实验:导致钢铁锈蚀的因素
实验仪器、药品：试管、橡皮塞、蒸馏水、植物油，铁钉
在右图中标出探究铁生锈实验中所用的仪器和药品
请总结铁制品生锈的条件。
①②
2.铁制品锈蚀，实际上是铁与空气中的、等发生的化学反应,
和 , , ,都是影响钢铁锈蚀的因素铁锈的主要成分是。
写出用稀盐酸除铁锈的化学方程式
3、减缓金属锈蚀的方法：
①金属表面涂覆保护层,如, , ；
②镀上一层的金属,或者用的方法形成致密保护层
③改变金属的组成或结构,如 .
练习1:
1、下列各种情况下，埋在地下的铸铁输气管道被腐蚀速度最慢的是（）
A.在潮湿、疏松、透气的土壤中
B.在呈酸性的土壤中
C.在干燥、致密、不透气的土壤中
D.在含沙粒较多，潮湿透气的土壤中
2、下列做法能防止铁制品生锈的是（）
A.用废水冲洗铁质污水管道
B.铁制窗户刷油漆
C.自行车脏了用清水冲洗
D.用过的菜刀用清水洗干净
3、下列做法不能起防锈作用的是（）
A.保留铁制品上的铁锈
B.在铁制品表面镀锌
C.在金属机械上涂油
D.在车船表面刷油漆
4、有两种黑色粉末，分别是铁和氧化铜，迅速将它们区别开来的最佳方法是（）
A．加入稀硫酸 B．分别通入氢气后加热
C．用磁铁吸引加以区别 D．分别通入一氧化碳后加热
5.在①汽车；②齿轮；③门把手；④锯条；⑤铁质脸盆；⑥铁柜；⑦铁轴；⑧剪子等常见铁制品中，
为防止他们生锈，通常采取不同方法。
请用序号填空。
（1）在表面刷一层油漆。
（2）在表面涂上机油。
（3）在表面镀上一层其他金属。
（4）在表面烧制搪瓷。
（5）使其表面氧化成致密的氧化膜。
氢
气的质量
时间 6、钢铁在 的空气中难生锈，在 的空气中容易生锈。
钢铁生锈实际上是铁、 和 等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应。
防止铁生锈最常用的方法是 。
这样既可以隔绝 ，又可以防止 。
考点一:酸与金属反应图像
今有等质量铝、镁、铁、锌四种金属与足量的溶质质量分数相同稀硫酸反应（如图所示），用A 、B
C 、
D 代表这四种金属，则A________B________C________D________
〔归纳〕等质量金属与足量酸反应规律： ①等质量的金属与足量的酸反应，生成氢气由多到少的顺序为 ________________ ②图像中斜线越陡，反应速度越 ，活动性越 。
③在金属元素化合价相等时，产生氢气的质量取决于相对原子质量， 相对原子质量 越 ，产生的氢气量越 。
④等质量的同一种酸与足量金属反应时会是怎样的图像？画一画
练习二:
1．某校化学活动小组为探究X 、Y 、Z 三种金属与酸的反应情况，进行了如下实验：
取等质量的X 、Y 、Z 分别与足量的溶质质量分数相等的稀硫酸反应，都生成+2
价金属的硫酸盐，反应情况如右图所示。
下列对该图象理解的叙述中，正确的
是[相对原子质量Mg-24 Zn-65 Fe-56 Al-27 Na-23]
A ．金属活动性由强到弱：X 、Z 、Y
B ．金属活动性由强到弱：X 、Y 、Z
C ．X 、Y 、Z 依次可能是Mg 、Zn 、Fe
D ．相对原子质量的大小：Z>Y>X
2、将质量相等的A 、B 、C 三种金属，同时分别放入三份溶质质量分数相同且足量的稀盐酸中，反应生成H 2的质量与反应时间的关系如图所示，根据图中所提供的信息，得出的结 论正确的是（ ）
A.放出的H 2的质量是A>B>C
B.金属活动性顺序A>B>C
C.相对原子质量是A>B>C
D.反应速率最大的是A
考点二:金属与混合盐溶液的反应时，反应的先后次序是：金属活动性相差
越大，置换反应越易发生，即遵循最远原则。
例如：将一定质量的铁粉放入一定质量分数的Cu （NO3）2和AgNO3混合溶液中，
一定发生的反应是：____________________可能发生的反应是：____________________ 总结：析出的固体一定有 ，溶液中的溶质一定含有 的盐。
练习三:
1. （上海）在硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入一定量锌粉，反应停止后过滤，滤液仍为蓝色。
有
关判断正确的是（ ）
A、滤渣中一定有银，没有铜和锌
B、滤渣中一定有银和锌，可能有铜
C、滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜、硝酸银
D、滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜，可能有硝酸银
2.(揭阳)在硫酸铜溶液中加入一定量的锌粉和铁粉充分反应后，过滤可得到一些固体．向该固体中加入少量稀硫酸，可观察到有气体产生．下列对该固体的叙述正确的是（）
①一定有锌、②一定有铁、③一定有铜、④可能有锌、⑤可能有铁、⑥可能有铜．
A、①、②、③
B、②、③、④
C、③、④、⑤
D、①、②、
考点三:三种金属活动性探究的简便方法：
a. b.
练习四:
1.(郴州)下列可用于验证 Fe、Cu、Ag 三种金属的活动性顺序的一组药品是
A．Fe、Cu、H2SO4 溶液 B．Cu、Ag、FeSO4 溶液
C．Fe、Ag、CuSO4 溶液 D．Ag、FeSO4 溶液、CuSO4 溶液
2.(海南)小明为了比较X、Y、Z、W 四种金属的活动性顺序，利用这四种金属单质、稀盐酸、Z的硝酸盐溶液和W 的硝酸盐溶液，进行有关实验，结果如下表（“√”表示能反应，“—”表示不能反应，“空白”表示未做该实验）。
请你判断四种金属的活动性顺序为：
A. Y>Z>X>W
B. X>Y>W>Z
C. X>W>Y>Z
D. W>X>Y>Z
3,实验探究题：设计实验证明金属活动性的强弱
溶液是无色液体。
某化学兴趣小组的同学欲探究M与铜、 (2016宁夏) M是生活中常见的金属，MSO
4
铝的活动性顺序，请你和他们一起进行以下探究活动。
【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的？
【猜想与假设】小敏的猜想是Al＞Cu＞M; 小强的猜想是Al＞M＞Cu；你的猜想是______________。
【设计与实验一】小莉取M丝、铜丝、铝丝和编号为①、②、③的3支试管，进行如下表的实验(试管中均盛有体积相同、溶质质量分数也相同的稀盐酸)：
【交流与表达】同学们对同一实验得出两种不同结论的现象进行了讨论，明白了实验刚开始时试管③
中无气泡产生的原因，该原因是__________________。
【设计与实验二】为了进一步探究三种金属的活动性顺序，同学们取粗细相同、打磨干净的M 丝、铝
丝及相关溶液，又进行了如图所示的实验：
(1)试管乙中观察到的现象是________________。
(2)试管丙中反应的化学方程式为____________。
【交流与表达】同学们经讨论后认为该实验可以优化，去掉试管________(填试管编号)中的实验，也
可以得出正确的结论。
【解释与结论】通过以上实验，同学们得出了三种金属的活动性顺序。
【评价与反思】实验结束后，同学们对实验过程进行了如下反思：
(1)影响金属与酸反应速率快慢的因素，除了相互反应的金属和酸的性质外，还有____________
(2)探究金属活动性顺序时，除了上述实验中已经用到的两种方法外，还可以根据_______进行判断。
4.计算题
学习了金属的有关知识后，同学们知道了如何鉴别黄金和黄铜（铜锌合金，俗名“愚人金”），为进一步定量分析黄铜的成分，某同学进行了如下实验：称量黄铜样品20g 放入锥形瓶中，向其中不断加入稀硫酸，收集生产的气体与所加稀硫酸的质量关系如图所示。
求：
⑴黄铜样品中锌的质量
⑵恰好完全反应时，所得溶液中溶质的质量分。
生成气体 的质量/g 的质量/g。