高中化学金属腐蚀与防护
高中化学课件【金属的腐蚀与防护】
D．石墨
（2）图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁
闸门应该连接在直流电源的____负____极。
甲
乙
练习
16
8、下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是( ) A．若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀 B．若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀 C．若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极保护法 D．若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为 2H＋＋2e－===H2↑
(3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
7
2.金属的防护
(1)在金属表面覆盖保护层 ①涂油漆等。 ②镀抗腐蚀金属，如电镀等。 ③镀膜，如烤蓝等。 (2)改变金属内部组成、结构等，如制成不锈钢。
8
(3)电化学防护
①牺牲阳极保护法 利用原电池原理，在被保护的金属上连接更活泼的金属，使被
正极反应 O__2＋___2_H__2O__＋__4_e_－__=_=_=__4_O_H_ － 2_H__＋__＋__2_e_－__=_=_=_H__2_
负极反应
Fe－__2__e_－_=_=_=__F_e_2_＋_____
生成铁锈 的反应
4Fe(_O__H_)_F2_e＋_2_＋O_＋_2_＋2_O_2H_H－__2=_O=_==_F=_e_(=O_4H_F_)2e_、(_O__H_、)3
①实质：都是金属原子失去电子被_氧__化_而损耗；
②化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但 电__化__学__腐__蚀__更普遍，危害更大
(3)钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀
（1）排在H之前的金属才 能析氢腐蚀；
5
（2）吸氧腐蚀更普遍
类别
吸氧腐蚀
高中化学金属的电化学腐蚀和防护
金属的电化学防护原理：通过改 变金属表面的电化学环境，抑制 或减缓金属的电化学腐蚀过程。
常用的电化学防护方法：阳极 保护和阴极保护。
阳极保护：通过外加电流使金属 成为阳极，从而在金属表面形成 致密的氧化膜，提高耐腐蚀性。
阴极保护：通过外加电流使金属成 为阴极，从而在金属表面形成氢气 或氯离子，减少腐蚀的可能性。
在船舶和海洋工程中，金属的电化学 腐蚀和防护措施的应用，如船体的防 腐处理和海底管道的防腐蚀措施。
金属回收利用：通过电化学腐蚀和防护技术，可以将废旧金属回收并重新利用，减少对 自然资源的浪费。
污水处理：利用电化学腐蚀和防护技术，可以有效地处理污水中的有害物质，保护水资 源免受污染。
土壤修复：通过电化学腐蚀和防护技术，可以修复受到重金属污染的土壤，提高土壤质 量。
阴极保护：通过外加电流使金属成为阴极，从而防止腐蚀 阳极保护：通过外加电流使金属成为阳极，在表面形成保护膜 涂层保护：在金属表面涂覆防腐蚀涂层，如油漆、塑料等 电镀保护：在金属表面电镀一层耐腐蚀的金属，如锌、铬等
防护效果的持久性：分析防护 措施在长时间内对金属的保护 作用
防护措施的有效性：通过实验 数据评估防护措施对金属腐蚀 的抑制效果
外加电流的阴极保护法：通过向被保护金属提供外部电流，使其成为电解池的阴极，从而防止 金属腐蚀。
涂层保护：在被保护金属表面涂覆一层耐腐蚀材料，如油漆、塑料等，以隔离金属与腐蚀介质。
电化学保护：利用电解池原理，将被保护金属作为阴极进行电解处理，使其表面形成一层致密 的氧化膜，提高耐腐蚀性。
金属的电化学腐蚀：金属与电 解质溶液发生氧化还原反应， 导致金属损失的现象。
金属的性质：不同金属的电化学腐蚀速率不同，与金属的活泼性有关 介质种类：不同介质对金属的腐蚀速率有显著影响，例如酸、碱、盐等 介质浓度：介质浓度越高，金属的腐蚀速率越快 环境条件：温度、湿度、压力等环境条件也会影响金属的腐蚀速率
高中化学课件：金属的腐蚀与防护
生活中常见的通过覆盖保护层防止铁生锈的方法：
1、在铁的表面喷涂上防腐油漆（如桥梁、汽车、船舶） 2、油和油脂可以用来保护机器中由金属制成的转动部 分，如齿轮。 3、用塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯等）喷涂或包裹在金 属表面。 4、在铁的表面覆盖一层搪瓷，如脸盘等金属器皿。 5、在铁的表面覆盖一层其他金属（如镀锡、镀锌）。 6、在铁的表面形成一层致密的氧化膜（发黑或发蓝）。
新课标苏教版选修四 化学反应原理
专题一 化学反应与能量变化
第三单元 金属的腐蚀与防护
H2O
据报道，全世界每年因金属腐蚀造成的直 接经济损失约占各国国内生产总值 (GDP) 的 2% -4%左右，超过地震、水灾、台风等自然 灾害造成损失的总和。腐蚀不仅造成经济损失， 也经常对安全构成威胁。国内外都曾发生过许 多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂 而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因 穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中 储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染……
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
（D ）
A、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；
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，因此不宜被氧化；
D、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；
被氧化而消耗的过程：M-ne-=Mn+。 • 2、金属腐蚀的分类？ • 3、电化学腐蚀和化学腐蚀原理有何不同？在
两者的腐蚀过程中是否都有电流产生？
化学腐蚀和电化学腐蚀的比较
种类 化学腐蚀
原理
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。
高中化学选修一金属的腐蚀和防护
[交流研讨] 你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?
烤蓝
烤漆
镀铬
涂机油
涂凡士林
镀锌
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
。这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
【回忆铁铜原电池】
A e-
Fe
Cu
Fe2+ Fe2+
Fe2+ Fe2+
H+
H+ H+ H+
负极Fe片： 失电子 Fe －2e- = Fe 2+
现象：被腐蚀，逐渐溶解 选择活泼的金属材料
正极Cu片：得电子 2H++2e- = H2 ↑
现象：气泡产生 选择不活泼的金属材料或导电的非金属材 料
为什么一块铜板上有铁铆钉时，铁钉更易生锈？ 铜板表面凝结一层水膜，空气中二氧化碳和二氧化硫等，沿海空气中的氯化钠等溶入其中形成 电解质溶液。铜板(+)与铁铆钉(-)及电解质溶液便构成了原电池，相对活泼的铁被腐蚀。
烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含 NaCl），第二天便出现红棕 色锈斑（主要成分为Fe 2 O 3·nH2O）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化 学腐蚀?为什么?
发生原电池反应 有电流产生
较活泼金属被腐蚀
往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大
总结：金属腐蚀的本质
化学腐蚀和电化学腐蚀都是铁等金属原子失去电子变成阳离子的过程。也就是说,金属在腐蚀 过程中,发生了氧化还原反应。
金属原子
失e－ 氧化还原反应
人教版高中化学选择性必修一 第四章 第三节 金属的腐蚀与防护
随堂练习
5.下列对如图所示的实验装置的判断错误的是 A.若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀 B.若X为锌棒，开关K置于A或B处均可减缓铁
的腐蚀 C.若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极法 D.若X为碳棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为
2H＋＋2e－===H2↑
【答案】1.B 2.B 3.B 4.A 5.D
思考与讨论
若表面出现破损时，请分析并说明白铁皮、马口铁的腐蚀情况。 金属活动性：Zn > Fe > Sn 白铁皮：薄钢板表面镀上一层锌
破损时，锌作负极而被腐蚀
马口铁：薄钢板表面镀上一层锡
破损时，铁作负极而被腐蚀
金属的防护
3.电化学防护法 （1）牺牲阳极法
被保护金属作为 正极（阴极）
活泼金属作为 负极（阳极）
在酸性环境中，由于在腐蚀过程中不断有H2放出，所以叫做析氢腐蚀。
负极：Fe－2e－＝Fe2＋ 正极：2H＋＋2e－＝H2↑ 总反应： Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑
金属的腐蚀
2.电化学腐蚀 （2）吸氧腐蚀
如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气， 此时就会发生吸氧腐蚀。钢铁等金属的腐蚀主要是吸氧腐蚀。
随堂练习
2.右图装置中, u 型管内为红墨水，a, b 试管内分别盛有食盐水和氯化 铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间，下列有关描述错误的是 A. 生铁块中的碳是原电池的正极 B. 红墨水柱两边的液面变为左低右高 C. 两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－ ===Fe2+ D. a 试管中发生了吸氧腐蚀，b 试管中发生了析 氢腐蚀
随堂练习
3.铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是 A.正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ B.此过程中还涉及反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O2
人教版高中化学选修1 3.2 金属的腐蚀和防护 课件(21张PPT) (共21张PPT)
【小试牛刀】
下图是铁钉在某溶液中被腐蚀的实验(开始时试管中液面和试管外 液面等高)。[来源:学科网ZXXK]
(1)甲、乙两图溶液中呈酸性的是___乙_____(填“甲”或“乙”)。 (2)甲图电极反应式是：正极___2_H__2_O__+_O__2_+__4_e_- _＝__4__O_H__-___ 负极____F_e_－__2__e-_＝__F_e_2_+___________
接触部分有 部份有较 有较多铁锈，
铁锈
多铁锈
下半部分有气 泡
结论
【科学探究】不同条件下铁钉的腐蚀
实验
一周后 铁钉生 锈程度
结论
煮沸冷
却蒸馏
蒸馏水
NaCl溶液
醋酸溶液
①
②水
③
④
⑤
铁钉表面 铁钉表面 铁钉与水面 铁钉上半
无锈蚀 无锈蚀 接触部分有 部份有较
铁锈
多铁锈
铁钉与空气、水同时接触才会发生锈蚀，与NaCl溶液、
【小组讨论】
2、结合原电池理论，分析实验⑤的腐蚀现象
正负极材料？ 正负极反应物？ 电解质溶液？
析氢腐蚀（水膜酸性较强）
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
条 件
水膜呈_较__强__酸__性
吸氧腐蚀 水膜呈中__性__或__酸__性__很__弱__
电 负极Fe
极 正极C
反 应
总反应:
Fe-2e-=Fe2+
(3)乙图中发生反应的离子方程式是
____F_e_+__2_H__+_＝__F_e_2_+_+_H__2↑______。
被口水冲垮的大桥
【小组讨论】
金属的电化学腐蚀与防护教案示范三篇
金属的电化学腐蚀与防护教案示范三篇金属的电化学腐蚀与防护教案1教材分析：本节课程是高中化学的第四章第四节，着重介绍了金属的电化学腐蚀和防护的基础概念、原理和方法。
教材主要内容包括金属腐蚀的原因、腐蚀过程和类型，腐蚀的防护措施，以及防护材料的种类和应用。
教学目标：1. 理解金属腐蚀的原理和分类，知道何种因素引起腐蚀。
2. 了解金属腐蚀的过程，掌握腐蚀程度的判断方法。
3. 掌握金属的防腐方法，包括阳极保护、阴极保护、涂层保护等。
4. 了解防腐材料的种类和特点，学会正确使用防腐涂料。
5. 培养学生创新思维和探究精神，鼓励学生从职业方向出发，对未来进行规划和预测。
教学重点：1. 腐蚀的种类和原理；2. 防腐的措施和方法；3. 金属腐蚀评价和防腐涂料选用的标准。
教学难点：1. 腐蚀的电化学原理，包括阳极、阴极和电解质的反应过程。
2. 不同金属在不同环境下腐蚀的机理及防止腐蚀的方法；3. 防腐涂料的选用，涂层的厚度和附着力的衡量方法。
学情分析：本节课程是高中化学中的选修内容，通常在年级较高，化学基础知识相对扎实的学生中教授。
学生应该已经在前面的章节中学习了电化学的基础知识，如电极反应等，有一定的认知基础。
但对于电解质的种类、腐蚀机制等知识掌握不深刻。
部分学生可能没有接触过防腐涂料及防腐涂料的应用，在实验操作上可能需要师生合作互动。
教学策略：1. 采用启发式教学法，引导学生通过实验和讨论理解腐蚀的机理和防护原理。
2. 通过引导学生进行实际问题分析，提高学生独立思考和判断能力。
3. 通过研究具体的防腐实践案例，引导学生理解和掌握防腐的科学方法和实用技术。
4. 通过实验和模拟仿真，激发学生的探索精神和创新意识。
5. 课后安排相关的实验练习以及习题训练，巩固学生所学知识和应用能力。
教学方法：1. 课堂讲授结合视听、图像等多媒体资源，生动直观展示相应的实验现象及防腐涂料的应用例子等；2. 小组讨论及实验操作，寻找金属腐蚀的规律；3. 仿真实验、实物展示等多种方式交替使用，提高学生的学习兴趣和深度；4. 队伍合作、个人发现等多元化学习方式，培养学生的能力和探究意识。
鲁科版高中化学选修4化学反应原理精品课件 1.3.2 第2课时 金属的腐蚀与防护
应用电解原理有防护措施的腐蚀(或电解池阳极>原电池负极>化学腐蚀>
原电池正极>电解池阴极)。
2.同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序:强电解质溶液中的
腐蚀>弱电解质溶液中的腐蚀>非电解质溶液中的腐蚀。
3.对于活动性不同的两种金属,活动性差别越大,氧化还原反应速率越
有关问题(不考虑铁丝反应和两球的浮力变化):
(1)若杠杆为绝缘体,则 A 端
(填“高”或“低”),发生反应的离子
方程式为
。
(2)若杠杆为导体,则 A 端
(填“高”或“低”),在此过程中铁丝、
杠杆、小球、CuSO4 溶液构成了原电池,电极反应分别是
正极: ,
负极: 。
(3)若杠杆为导体且把 CuSO4 溶液改为 NaCl 溶液,则
ANGTANG JIANCE
首 页
一
二
X 新知导学 Z 重难探究
INZHI DAOXUE
HONGNAN TANJIU
D 当堂检测
ANGTANG JIANCE
三
练一练 2
下列金属的防护方法中属于牺牲阳极保护法的是
A.铁塔上焊接大大小小的锌块
B.体育器材表面涂上防护漆
C.水下铁闸门和直流电源的负极相连
快,活泼金属腐蚀越快。
4.对于同一电解质溶液,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀越快(除钝化
外)。
5.纯度越高的金属,腐蚀的速率越慢(纯金属几乎不被腐蚀)。
6.不纯的金属或合金,在潮湿的空气中腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空
气条件下ห้องสมุดไป่ตู้腐蚀速率。
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高中化学金属腐蚀与防护
金属腐蚀是指金属在与周围环境接触时发生的一种化学或电化学反应，使金属表面受到破坏和损失的过程。
金属腐蚀不仅会减少金属材料的寿命，还会对工程设施和制品的安全性造成威胁。
为了延长金属材料的使用寿命，保护金属材料免受腐蚀的侵害，人们开展了广泛的研究和应用。
I. 金属腐蚀的类型
金属腐蚀主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。
1. 化学腐蚀
化学腐蚀是指金属在接触到化学物质时发生的一种化学反应，导致金属表面的破坏和腐蚀。
常见的化学腐蚀包括金属与酸、碱、盐等化合物的反应，如酸性环境下的金属溶解。
2. 电化学腐蚀
电化学腐蚀是指金属在电解质溶液或湿润环境中受到氧化和还原反应影响而发生的腐蚀现象。
它通常表现为金属表面的局部腐蚀，如锈斑、腐蚀孔等。
II. 金属腐蚀的原因
金属腐蚀的原因主要有以下几个方面：
1. 环境因素
环境因素是金属腐蚀的主要原因之一。
不同的环境条件对金属腐蚀
的影响不同，如湿度、温度、酸碱度等。
湿度较高、温度较高、含有
酸碱物质的环境通常会加速金属腐蚀的发生。
2. 金属本身因素
金属本身的化学组成、物理性质以及表面处理等因素也会影响金属
腐蚀的程度和速率。
不同金属的耐蚀性不同，有些金属具有较高的抗
腐蚀性能，而有些金属则容易受到腐蚀。
III. 金属腐蚀的防护方法
为了保护金属材料免受腐蚀的侵害，人们提出了多种防护方法，主
要包括物理防护、化学防护和电化学防护。
1. 物理防护
物理防护是指通过物理手段对金属进行保护，阻止金属与环境接触。
常见的物理防护方法包括涂层、包覆、屏障等。
涂层是将耐蚀性材料
涂覆在金属表面，形成一层保护膜来阻隔金属与环境的接触；包覆是
将金属包裹在其它材料中，形成一层保护层；屏障是通过物理隔离来
防止金属被接触到。
2. 化学防护
化学防护是指通过使用化学物质来形成一层保护膜，阻止金属与环
境的接触。
常见的化学防护方法包括涂层、化学处理等。
涂层是将具
有防腐蚀性能的涂料或化学物质涂覆在金属表面，形成一层防腐蚀膜；
化学处理是将金属浸泡在具有防腐蚀性质的溶液中，使金属表面形成
一层保护性氧化膜。
3. 电化学防护
电化学防护是利用电流和电位的变化来抑制金属腐蚀的发生。
常见
的电化学防护方法包括阳极保护、阴极保护等。
阳极保护是通过在金
属表面形成一层氧化物来保护金属；阴极保护是通过使金属表面处于
负电位，以增加金属的耐腐蚀性。
IV. 金属腐蚀与环境
金属腐蚀与环境密切相关，不同的环境条件对金属腐蚀的影响不同。
湿度、温度、酸碱度等环境因素都会加速金属腐蚀的发生。
因此，了
解环境对金属腐蚀的影响，采取相应的防护方法至关重要。
V. 结论
金属腐蚀是一种普遍存在的现象，对金属材料的使用和工程设施的
安全性都带来了挑战。
为了延长金属材料的使用寿命，人们在研究和
应用方面做出了很大努力。
物理防护、化学防护和电化学防护都是常
见的金属腐蚀防护方法。
了解金属腐蚀的类型、原因和防护方法，可
以有效地延长金属材料的寿命，保护工程设施的安全性。