金属锈蚀的条件及其防护
《金属的锈蚀和防护》 讲义
《金属的锈蚀和防护》讲义一、金属锈蚀的危害金属在我们的生活中无处不在，从建筑结构到交通工具，从日常用品到工业设备，都离不开金属材料。
然而，金属锈蚀却是一个严重的问题，给我们的生活和经济带来了诸多危害。
首先，金属锈蚀会导致金属制品的强度和性能下降。
例如，锈蚀的钢铁结构可能会变得脆弱，无法承受原本设计的载荷，从而引发安全隐患。
在交通运输领域，锈蚀的汽车零部件可能会失效，影响车辆的正常运行，甚至导致交通事故。
其次，金属锈蚀会缩短金属制品的使用寿命。
原本可以使用多年的金属设备，由于锈蚀的侵蚀，可能提前报废，需要频繁更换，这不仅增加了成本，还造成了资源的浪费。
此外，金属锈蚀还会影响金属制品的外观。
锈蚀产生的锈斑和腐蚀痕迹会使金属表面变得粗糙、丑陋，降低了产品的美观度和价值。
二、金属锈蚀的原因金属锈蚀是一个复杂的化学过程，主要由以下几个因素引起：1、氧气和水氧气和水是导致金属锈蚀的两个关键因素。
在潮湿的环境中，金属表面容易形成水膜，氧气溶解在水膜中，与金属发生化学反应，形成氧化物。
例如，铁在潮湿的空气中会发生吸氧腐蚀，生成铁锈（主要成分是氧化铁）。
2、电解质溶液电解质溶液的存在会加速金属的锈蚀。
常见的电解质溶液如海水、酸雨等，它们能够增强电流的传导，促进金属的电化学腐蚀。
3、金属的活泼性不同的金属具有不同的活泼性，活泼性较强的金属更容易锈蚀。
例如，在常见的金属中，铁比铜更容易生锈。
4、环境中的污染物环境中的污染物如二氧化硫、氯化氢等气体，会与金属表面的水膜反应，生成酸性物质，加速金属的腐蚀。
5、表面状态金属表面的粗糙度、划痕、裂缝等缺陷会增加金属与外界环境的接触面积，从而加速锈蚀的发生。
三、金属锈蚀的类型1、化学锈蚀化学锈蚀是指金属与非电解质直接发生化学反应而引起的锈蚀。
这种锈蚀通常在干燥的环境中发生，例如，铁在高温下与氧气反应生成氧化铁。
2、电化学锈蚀电化学锈蚀是指金属在电解质溶液中形成原电池，发生氧化还原反应而引起的锈蚀。
金属的锈蚀和防护PPT课件(初中科学)
__________________________。
各种装置中铁生锈后所引起的现象
细铁丝
水
图—1
图—2
水
细 铁 丝
图—3
在A、B、C、D四只小烧瓶中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐 水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、食盐水及细铁丝，并使铁丝完全 浸没在食盐水中，然后装配成如右图所示的四套装置，每隔一段时 间测量导管中水面上升的高度，高度的大小见下表： 表中所列数 据为不同时间导管中水面上升的高度
二、铜生锈
阅读P113
• 1、铜生锈原因。 • 2、生成物是什么？
三、金属生锈的后果
• 1、导电性、强度等性能会降低。 • 2、造成金属材料的损耗 • 3、环境污染。
思考
铁生锈的应用:食品袋中的抗氧 剂食品包装盒中常放有一小袋粉末状 物质，该物质对食品同时具有防潮和 防氧化作用。玲玲同学从超市购买的 食品包装盒中取出装有粉末状物质的 小袋，撕开后发现袋里有板结的铁锈。 试估计粉末状物质是什么？其作用原 理是什么？
1/10！
1 2
一、活动：探究铁钉生锈的条件
• 1、取三根干燥、无油、无锈的新铁钉，分别 放入A、B、C三个干净的试管中。
• 2、在A瓶中放入少许生石灰，保证瓶内没有水 分，然后把试管塞紧紧盖上。
• 3、B瓶中注满煮沸过的凉开水，然后试管塞盖 子，在C瓶中加入少量自来水，让试管敞口。 在D管中放入少量食盐水，让试管敞口。
说明：这里的图片为目 前水下的泰坦尼克号情 况！泰坦尼克号为什么 面临“二次毁灭”？加 速毁灭的主要原因是什 么？
金属的锈蚀及其防护
知识实践
钢铁生锈，实际上是铁、_____ 、____等物质 相互作用，发生一系列复杂的化学反应。防止 铁制品生锈，最常用的方法是____________。
在下列条件下，铁最容易生锈的是
A．有氧气存在
B．有水存在
C．在潮湿空气中 D．表面有油污
下列有关使用铁器时的注意事项中，正确的是 A．避免接触干燥的空气 B．能盛放盐酸 C．不能盛放硫酸铜溶液 D．避免接触潮湿空议:
＿＿＿＿防＿止＿金＿＿属＿腐＿蚀＿＿＿＿＿＿＿＿＿； ＿＿＿寻＿找＿金＿属＿的＿代＿用＿＿品＿＿＿＿＿＿＿＿
我会做
5、小明拆开某种食品包装袋时，发现其中 有一小袋抗氧化剂，撕开后发现袋内有板结 的铁锈。试推测该抗氧化剂的有效成分是什 么？它除了有延缓食品被氧化保质的作用外， 还有什么作用？简述原理。
食盐水中
食醋浸过
A
B
C
D
E
探究水是生锈的条件之一的试管： AC
探究氧气是生锈的条件之一的试管：BC
结论:
1．铁生锈是铁与氧气、水等物质相互 作用。（缓慢氧化,放热） 2.在酸性和有盐条件下会加快生锈速率 3．升温也会加速钢铁锈蚀 4．铁锈（混合物）的主要成分是氧化 铁Fe2O3,红色.
思考：
1、铁锈是否对钢铁起到保护作用？
一周后
全浸在水中 一半在水中
食盐水中
食醋浸过
铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）： 铁未生锈 铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）： 铁未生锈 铁钉浸没一半在水中： 铁在空气、水的界面处生锈 铁钉浸没一半的在食盐水中：浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈 铁钉沾了酸液: 铁钉严重锈蚀
干燥空气中
一周后
全浸在水中 一半在水中
讨论 废弃金属的回收有什么意义？
金属生锈的原因及防护措施
防护措施。详细描述：为了降低温度和湿度对金属生锈的影响，可以采取一些防护措施，例如控制室内温度和湿 度，保持金属表面的干燥；或者在金属表面涂覆一层具有防水、防潮功能的保护材料，避免金属表面受潮生锈。
03
防止金属生锈的基本 方法
涂层保护
涂层保护是通过在金属表面涂覆一层保护材 料，隔绝金属与腐蚀介质的接触，从而达到 防锈的目的。
金属生锈的常见类型
根据金属生锈的形貌和机理，金属生锈可分为多种类型 ，如
斑状锈：金属表面出现不规则形状的锈蚀斑点，颜色和 大小不一。
坑状锈：金属表面出现凹陷的锈蚀坑洞，通常伴有裂纹 和变形。
均匀锈：金属表面出现均匀分布的锈蚀，多呈褐色或红 色。
层状锈：金属表面出现层层堆叠的锈蚀，形如鳞片或树 皮。
金属生锈的危害
降低金属材料的强度和韧性，使 其易于断裂和变形。
导致金属电化学性能的改变，引 发电化学反应，进一步加剧金属 的锈蚀。
金属生锈不仅影响美观，而且会 导致金属材料的性能下降，甚至 引起金属结构的破坏。具体来说 ，金属生锈的危害包括
破坏金属表面的光洁度和防腐层 ，加速金属的老化和劣化。
污染环境和生态系统，影响人类 健康和生活质量。
合金化防锈
合金化防锈是通过向金属中添加其他元素，改变金属 的内部结构和性质，提高其抵抗腐蚀的能力。
合金化防锈是一种从根本上提高金属防锈性能的方法。 通过向金属中添加一种或多种其他元素，可以改变金属 晶体结构、增加内部组织的稳定性，从而提高其对腐蚀 介质的抗性。例如，向铁中加入铬、镍等元素可以形成 不锈钢，其具有优异的耐腐蚀性能，能够有效地防止生 锈。合金化防锈需要根据具体应用场景和腐蚀条件选择 合适的合金元素和添加量，以确保金属具有良好的防锈 性能。
金属是如何防锈的
金属是如何防锈的目前，金属腐蚀引起了业界学者普遍关注。
主要是由于腐蚀造成的损失巨大，这其中大约1/3的钢材因腐蚀而造成损耗。
小编对金属腐蚀的原因进行分析，提出了一些金属防锈方法。
造成金属生锈的主要因素(1)大气相对湿度在相同温度下，大气的水蒸气含量与其水蒸气饱和含量的百分比，叫做相对湿度。
在某一相对湿度以下，金属锈蚀速度很小，而高于这一相对湿度后，锈蚀速度陡然增加。
这一相对湿度称为临界湿度。
很多金属的临界湿度在50%一80%之间，钢铁约是75%。
大气相对湿度对金属锈蚀的影响最大。
当大气湿度高于临界湿度后，金属表面便出现水膜或水珠，若是大气中含有的有害杂质溶解于水膜、水珠，即成电解液，加剧锈蚀。
(2)气温与湿度大气温度与湿度两者关联影响金属锈蚀。
这有以下一些主要情况：第一，大气的水蒸气含量，随气温升高而增大;第二，气温高促使锈蚀加剧，尤其在潮湿环境里，气温越高，锈蚀速度越快。
在相对湿度低时，温度对锈蚀的影响还不太明显，但在高于临界湿度时，随着气温升高，锈蚀量急剧增大。
另外，如果大气与金属间有温差，则在温度低的金属表面形成冷凝水、也导致金属生锈。
(3)腐蚀性气体污染空气中的腐蚀性气体，以二氧化硫对金属腐蚀影响最大，特别是对钢、铜及其合金的危害尤甚。
大气中二氧化硫主要来源于煤的燃烧。
同时，燃烧产物二氧化碳也有腐蚀作用。
在厂周围的大气中混有腐蚀性气体。
如硫化氢、氨气、盐酸气等都是促使金属锈蚀的因素。
当然，大气中的氧对金属锈蚀是最为常见，而且随时随地发生作用，这是不言而喻的。
(4)其他因素大气中含有大量尘埃，如烟雾、煤灰、氯化物和其他酸、碱、盐颗粒等，有的本身具有腐蚀性，或者是水珠的凝结核，也都是锈蚀因素，如氯化物被认为是腐蚀金属的“死敌”。
金属防锈的方法有什么金属防锈的方法一：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。
金属防锈的方法二：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。
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。
金属生锈的原因及防护措施
铁钉沾了酸液: 铁钉严重锈蚀
铁钉浸没一半的在食盐水中：浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈
铁钉浸没一半在水中： 铁在空气、水的界面处生锈 铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）： 铁未生锈 铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）： 铁未生锈
实验 为什么钢铁在干燥的空气中不易生 锈， 而在潮湿的空气中却易生锈呢？
金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。为 了减少损失，我们需要了解一些防护的措 施。 金属的防护隔绝空气 防止铁生锈原理
③改变金属内部结构
④电化学保护
防止铁锈蚀的主要措施
• 1、隔绝水：保持钢铁表面的清洁干 燥。 • 2、隔绝空气：加保护层：刷防锈漆， 涂油，电镀其他金属，搪瓷，烤蓝 等。 • 3、改变金属的内部结构：如用不锈 钢代替普通钢。 • 4、电化学保护：将金属作为原电池 的正极或电解池的阴极而受到保护。
金属生锈的原因及防护措施
一、什么是锈？
什么是锈
锈是一种化合物。当铁处于长时间的湿 润状态时，铁就会和氧产生化合，锈铁放 的时间长了就会生锈。铁容易生锈，除了 由于它的化学性质活泼以外，同时与外界 条件也有很大关。水分是使铁容易生锈的 物质之一。
金属防锈常识
金属防锈常识五金商品中的金属制品，在保管工作上的主要问题是防腐蚀。
金属腐蚀是由于周围介质的化学作用或电化学作用引起的。
按介质不同，分为大气腐蚀、土壤腐蚀、海水腐蚀、细菌腐蚀等。
其中大气腐蚀最为普遍，因为金属制品无论在加工、运输和储存保管过程中，都与大气接触，时刻都有产生大气腐蚀的条件。
在习惯上，对金属在大气中由于受到氧、水分及其他污染杂质引起的腐蚀或变色，称为生锈或锈蚀。
金属制品生锈后，轻者影响外观质量，严重的则影响使用，甚至造成报废，所以金属制品在保管中，一定要妥善保管，注意防锈。
造成金属生锈的主要因素：(1)大气相对湿度在相同温度下，大气的水蒸气含量与其水蒸气饱和含量的百分比，叫做相对湿度。
在某一相对湿度以下，金属锈蚀速度很小，而高于这一相对湿度后，锈蚀速度陡然增加。
这一相对湿度称为临界湿度。
很多金属的临界湿度在50％一80％之间，钢铁约是75％。
大气相对湿度对金属锈蚀的影响最大。
当大气湿度高于临界湿度后，金属表面便出现水膜或水珠，若是大气中含有的有害杂质溶解于水膜、水珠，即成电解液，加剧锈蚀。
(2)气温与湿度大气温度与湿度两者关联影响金属锈蚀。
这有以下一些主要情况：第一，大气的水蒸气含量，随气温升高而增大；第二，气温高促使锈蚀加剧，尤其在潮湿环境里，气温越高，锈蚀速度越快。
在相对湿度低时，温度对锈蚀的影响还不太明显，但在高于临界湿度时，随着气温升高，锈蚀量急剧增大。
另外，如果大气与金属间有温差，则在温度低的金属表面形成冷凝水、也导致金属生锈。
(3)腐蚀性气体污染空气中的腐蚀性气体，以二氧化硫对金属腐蚀影响最大，特别是对钢、铜及其合金的危害尤甚。
大气中二氧化硫主要来源于煤的燃烧。
同时，燃烧产物二氧化碳也有腐蚀作用。
在厂周围的大气中混有腐蚀性气体。
如硫化氢、氨气、盐酸气等都是促使金属锈蚀的因素。
当然，大气中的氧对金属锈蚀是最为常见，而且随时随地发生作用，这是不言而喻的。
(4)其他因素大气中含有大量尘埃，如烟雾、煤灰、氯化物和其他酸、碱、盐颗粒等，有的本身具有腐蚀性，或者是水珠的凝结核，也都是锈蚀因素，如氯化物被认为是腐蚀金属的"死敌"。
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金属锈蚀的条件及其防护
赣县沙地中学曾祥华
金属在日常生活中有极其广泛和重要的应用，特别是铁艺制品以其金属的质感、造型的美观以及耐磨耐用，不易破损等优良的性能受到消费者的青睐，走进千家万户。
然而炎热潮湿的南方夏季，如果铁艺制品保养不好，就很容易出现生锈。
只有清楚生锈的条件，才能更好除锈，防锈并对金属资源进行保护。
【例1】（2012•重庆）下列变化需要消耗空气中氧气的是（）
A．干冰在空气中升华B．钢铁在空气中生锈
C．生石灰在空气中变质D．浓硫酸在空气中变稀
考点：金属锈蚀的条件及其防护；浓硫酸的性质及浓硫酸的稀释；生石灰的性质与用途．专题：结合课本知识的信息．
分析：根据干冰升华是由固体变为气体；钢铁生锈是与空气中的氧气和水反应；生石灰与空气中的水反应生成熟石灰从而变质；浓硫酸具有吸水性，会吸收空气中的水分，从而使浓硫酸变稀进行分析回答；
解答：解：A、干冰在空气中升华是由固体变为气体，不会消耗空气中的氧气，故A不符合题意；
B、钢铁生锈是与空气中的氧气和水反应，会消耗空气中的氧气，故B符合题意；
C、生石灰与空气中的水反应生成熟石灰从而变质，故不会消耗空气中的氧气，故C
不符合题意；
D、浓硫酸具有吸水性，会吸收空气中的水分，从而使浓硫酸变稀，故不会消耗空气
中的氧气，故D不符合题意；
故选B
点评：本题考查了各种物质的变化，干冰升华是物理变化，其余都为化学变化，其中吸收空气中氧气的是钢铁生锈．
【拓展1】出示大家在一周前准备的“铁生锈”实验。
[实验]：分别把铁钉放入植物油覆盖的A试管、装有蒸馏水的B试管、装有蒸馏水的C试管、装有干燥空气的D试管中，一周后，观察发生生锈的情况。
[展示]：展示铁生锈的图片
(1)一周后观察发现__________试管中铁钉因易生锈增重最大。
增重由大到小的顺序
是，结合所学知识知道实际上铁生锈是铁和___________、______________同时作用的结果。
(2)明明在厨房中发现切过菜的刀第二天锈迹斑斑，刀的表面有一层红色的物质该物质应
该是___________（填化学式）如果要用化学药品除锈发生的变化化学方程式。
解答：(1)B ；B＞C＞A＝D ；氧气、水(或者O2、H2O )
（2）Fe2O3 ；Fe2O3+6HCl =2FeCl3+3H2O
【例2】（2011•营口）保护资源、合理利用资源是每个公民不可推卸的责任，下列做法不利于保护金属资源的是（）
A．用油漆、搪瓷等涂覆在金属表面形成保护层B．用塑料等代替金属制造管道
C．铝制品经常用砂纸擦拭，保持光亮
D．有计划、合理开采矿物资源
考点：金属资源的保护．
专题：金属与金属材料．
分析：用油漆、搪瓷等涂覆在金属表面形成保护层；用塑料等代替金属制造管道；有计划、合理开采矿物资源等都可以保护金属资源．
解答：解：用油漆、搪瓷等涂覆在金属表面形成保护层；用塑料等代替金属制造管道；有计划、合理开采矿物资源等都可以保护金属资源．铝制品经常用砂纸擦拭，保持光亮，会破坏铝制品表面的保护层，不利于铝制品的保护．
故选C．
点评：本题考查金属资源的保护，需要同学们掌握金属的锈蚀的防护、资源的合理利于等知识，属于基础知识的考查．
【拓展2】国家有关部门规定，新建小区户外给水管必须使用塑料管，其主要目的是（）A．保护金属资源
B．金属易腐蚀，塑料使用时间长
C．塑料密度小，减轻房屋自身重量
D．降低成本
解答：新建小区户外给水管必须使用塑料管，其主要目的是因为金属资源的储量有限，不可再生．用特种塑料代替金属，是为了保护金属资源；故选A．
【拓展3】3月2日媒体报道，中国钢铁被迫接受铁矿石71.5%天价涨幅．面对此现象下列做法没有积极意义的是（）
A．研究可以取代铁的新型材料
B．更加注意铁的防锈措施，以延长铁器使用寿命
C．注意节约用铁
D．把啤酒瓶盖等铁件垃圾做为不可回收垃圾处理
解答：A、研究可取代铁的新型材料B、更加注意铁的防锈措施C、注意节约用铁都是有必要的；把啤酒瓶盖等铁件垃圾做为不可回收垃圾处理是对铁资源的浪费，废铁本身可回收利用，故选D．。