第二节 金属的腐蚀和防护
金属的腐蚀与防护完整版PPT课件
对实验数据进行处理和分析，提取金属内部或表面的缺陷信息，评 估金属的腐蚀程度和剩余寿命。
06 金属防护工程实践案例 分享
石油化工行业金属设备防护案例
案例一
某石化公司炼油厂塔器设备腐蚀防护。采用高分子复合涂层技术进 行防护，有效延长了设备使用寿命。
案例二
某油田输油管道腐蚀防护。采用阴极保护技术，结合涂层保护，降 低了管道的腐蚀速率。
阴极保护法
01
将被保护金属与外加直流电源的负极相连，使其成为阴极而防
止金属腐蚀的方法。
阳极保护法
02
将被保护金属与外加直流电源的正极相连，使其处于阳极电位
下成为钝态或致钝而防止金属腐蚀的方法。
牺牲阳极保护法
03
在被保护金属上连接电位更负的金属或合金作为阳极，使其在
腐蚀介质中优先溶解，从而保护被连接金属的方法。
金属的腐蚀与防护完 整版PPT课件
目录
CONTENTS
• 金属腐蚀概述 • 金属腐蚀类型及特点 • 金属防护方法及原理 • 不同环境下金属腐蚀与防护策略 • 金属腐蚀实验方法与检测技术 • 金属防护工程实践案例分享
01 金属腐蚀概述
腐蚀定义与分类
腐蚀定义
金属与周围环境发生化学或电化学 反应，导致金属性能劣化的现象。
案例三
某变电站高压开关柜金 属外壳腐蚀防护。采用 阴极保护技术，结合涂 层保护，降低了金属外 壳的腐蚀速率。
交通运输领域金属部件防护案例
案例一
某地铁列车车体腐蚀防护。采用 不锈钢车体材料，结合电化学保 护技术，提高了车体的耐蚀性。
案例二
某汽车制造厂车身钢板腐蚀防护。 采用镀锌钢板材料，结合涂层保 护技术，延长了车身的使用寿命。
高中化学 第三章 探索生活材料 第二节 金属的腐蚀和防护 电化学腐蚀素材
电化学腐蚀电化学腐蚀就是金属和电解质组成两个电极,组成腐蚀原电池。
例如铁和氧，因为铁的电极电位总比氧的电极电位低，所以铁是阳极，遭到腐蚀.特征是在发生氧腐蚀的表面会形成许多直径不等的小鼓包，次层是黑色粉末状溃疡腐蚀坑陷。
1基本介绍不纯的金属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。
钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。
我们知道，钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀，但潮湿的空气中却很快就会腐蚀。
原来，在潮湿的空气里，钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量的氢离子与氢氧根离子，还溶解了氧气等气体,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。
在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。
铁失去电子而被氧化。
电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。
金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。
电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。
在反应中，金属失去电子而被氧化,其反应过程称为阳极反应过程,反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐)；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。
在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂.在均匀腐蚀时,金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别,进行两种反应的表面位置不断地随机变动。
如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应，其余表面区域主要进行阴极反应，则称前者为阳极区，后者为阴极区,阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。
直接造成金属材料破坏的是阳极反应，故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接,以使腐蚀发生在电位较低的金属上。
2相关原理金属的腐蚀原理有多种，其中电化学腐蚀是最为广泛的一种.当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气电化学腐蚀中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池（其电极习惯上称阴、阳极，不叫正、负极）。
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-→ H2↑ (还原反应) 总的反应方程式：Zn + 2H+→ Zn2+ + H2↑ 【启发】铜-锌原电池实验可看作锌被腐蚀的过程，属于哪类金属腐蚀？【回答】电化学腐蚀，【讨论】（全班分小组讨论,小组代表小结.）问题：1、电化学腐蚀的形成条件和特征。
人教版高二年级选修1 第三章第二节 《金属的腐蚀和防护》教学设计
第三章探索生活材料第二节金属的腐蚀和防护一、教材分析《金属的腐蚀和防护》是人教版高中化学选修一《化学与生活》第三章第二节。
本节包括两部分内容:金属的腐蚀和防护。
内容涉及金属腐蚀的化学原理（化学腐蚀、电化学腐蚀）、影响腐蚀速率的因素、强调指出金属腐蚀的本质以及金属防护的常用方法等。
在学习了原电池原理的基础上，引导学生学习金属的腐蚀与防护，重点是能够用金属电化学腐蚀的原理解释生活中金属腐蚀的现象，加深了学生对化学与生活实际联系的认识。
本节内容是本章理论知识的实际应用，有助于学生将感性认识转化为理性认识，从而体会化学学习的价值，更有利于培养学生发现问题、分析问题、联系实际解决问题的能力。
二、学情分析已有基础：初中化学进行过活动与探究《铁钉锈蚀的条件》实验，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。
知识不足：对知识的学习只注重表面现象，缺少生活经验。
能力不足：缺乏理论联系实际的能力，缺乏一定的综合思维能力。
发展方向：了解化学与人类生产、生活的密切关系，培养学习化学的兴趣；培养由现象看本质的辩证唯物主义观点，发展从实践到理论、又从理论到实践的认知规律。
三、教学目标（一）知识与技能1.掌握金属腐蚀的化学原理；2.知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。
（二）过程与方法通过观察演示实验，结合日常生活经验，分析实验本质，体验科学探究的过程，学习探究方法，初步形成科学探究的能力。
（三)情感态度与价值观感受化学在生产生活中的重要地位，培养学生关注社会问题的意识和责任感。
四、教学重、难点重点：金属的电化学腐蚀原理难点：金属的电化学腐蚀原理五、教学过程六、课堂练习1.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？2.请你预测铁在月球上会不会生锈？为什么？七、作业布置完成教材P53页2、4题八、板书设计第二节金属的腐蚀和防护九、教学反思。
第二节 金属的腐蚀和防护
总反应：
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Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 5
小结：
①、原电池反应与普通氧化—还原反应在原理上是一 样只是把氧化还原反应分别在两极进行，所以有电 流产生。
②、较活泼的金属通常为负极，被氧化而溶解；较不 活泼的金属为正极，附近阳离子被还原而析出物质 (如：H2)。
判断下列装置能否构成原电池，并说明原因。
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2.铁钉和碳棒用导线连接后,浸入到食盐溶液中,可能发生的反应是:
(
)
BD
A.碳棒上放出Cl2 B.碳棒附近产生OHC.碳棒上放出H2 D.铁钉被氧化
Fe(OH)3铁锈(Fe2O3 ·nH2O)
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思考题:
马口铁和白口铁一旦有划痕后，在潮湿 的空气中，谁被腐蚀的速度快？
Fe
马口铁
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Zn
Sn
Fe
白口铁
12
作业:某铁碳合金中已有部分铁被氧化生锈(假 设铁锈成分为Fe2O3)取样品19.4g，加足量的 稀盐酸使它溶解，放出氢气3.36L(标况)，所得 溶液中滴入硫氰化钾溶液不变色。若将溶液中 的金属离子全部氧化成高价离子，需通入标况 下氯气3.36L(不考虑氯气与水的反应)。 求该 合金未被氧化时铁的质量分数。
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金属防护方法总结
1)、改变金属的内部结构 2)、在金属表面覆盖保护层 3)、电化学保护法
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练习1.下列现象与电化学腐蚀无关的是:( D )
A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 B.生铁比纯铁更易生锈 C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生锈 D银质奖牌久置表面变暗
高中化学 第三章第二节 金属的腐蚀和防护教案3人教版必修1
第二节金属的腐蚀与防护教学目标：1．能描述金属腐蚀的化学原理，知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。
2．进一步学会对比、比较认识事物的科学方法和假设验证探究的思维方式，辩证的认识外因条件对化学变化的影响；3．参与试验探究观察铁生锈的过程，体会动手试验自己获得铁的性质的知识的成功愉悦，保持学习的兴趣；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．教学方法：实验探究、师生共议、归纳总结。
课时划分：两课时教学过程：一课时[投影]常见的金属腐蚀现象：[导课]金属腐蚀的现象非常普遍，像金属制成的日用品、生产工具、机器部件、海轮的船壳等，如保养不好，都会腐蚀，从而造成大量金属的损耗。
至于因设备腐蚀损坏而引起停工减产、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，那就更无法估计了。
因此，了解金属腐蚀的原因，掌握防护的方法，是具有十分重要的意义的。
[板书] 第二节金属的腐蚀与防护一、金属腐蚀[阅读]回答什么是金属腐蚀？[板书]金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。
[讲述] 金属的化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
例如：铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀，在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀。
特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
[板书]1、化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
[讲述]温度对化学腐蚀的影响：[科学探究]不同条件下铁钉的锈蚀注意：①光亮铁钉浸没在菜油之中；②光亮铁钉半浸半露在菜油中；③光亮铁钉完全浸没在食盐水中；④光亮铁钉完全浸没在酸性溶液中或碱性溶液中。
学生分别观察并写出报告以培养学生的观察与描述能力。
教师不但要给学生出题目，还要发挥点拨作用，提出注意点：①观察的一周中不要振荡试管，否则会破坏生锈的界面；②把各人设置的具体条件和的状况[总结]铁钉生锈的条件：铁钉含杂质、与电解质溶液接触。
人教版高中化学选修1 第三章 第二节 金属的腐蚀和防护练习含答案
第二节金属的腐蚀和防护1.为什么钢铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？提示：不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成微小原电池而发生电化学腐蚀，主要发生吸氧腐蚀，加快了反应速率。
►综合拓展一、化学腐蚀和电化学腐蚀的比较二、吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较（以钢铁腐蚀为例）►尝试应用1.钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时，正极的反应式为（C）A.Fe－2e－===Fe2＋B.2H＋＋2e－===H2↑C.2H2O＋O2＋4e－===4OH－D.Fe－3e－===Fe3＋解析：考查金属的电化学腐蚀的实质。
钢铁中含有多种杂质，在考虑钢铁的电化学腐蚀时，为了简化问题，主要讨论碳杂质问题，也就是以Fe为负极，C为正极的原电池反应。
在中性条件或弱酸性条件下发生的是吸氧腐蚀，原电池的正极为C，发生还原反应，即得电子反应，故A、D两项应排除，在B、C两项中，B项是析氢腐蚀的电极反应式，所以C项符合题意。
金属的防护2.镀锌铁与镀锡铁的镀层破损后，哪个更耐腐蚀？提示：镀锌铁更耐腐蚀，因为发生电化学腐蚀时，锌比铁活泼，因此适合作原电池的负极，失去电子被氧化，从而保护了铁。
而锡不如铁活泼，当镀锡铁镀层破损后，铁做负极，失去电子被氧化。
►综合拓展三、金属的防护1.保持金属表面清洁干燥。
2.金属表面涂抹油漆等保护层。
3.改变金属内部结构，如制成合金。
4.通过化学方法使其表面形成保护层，如电镀、形成氧化膜等。
5.电化学防护法——牺牲阳极的阴极保护法。
电化学防护法应用原电池原理，让被保护金属作为正极，另找一种活动性较强的金属作为负极。
例如在锅炉内壁、船舶外壳装上若干锌块，就可保护钢铁设备。
发生的电极反应：负极：2Zn－4e－===2Zn2＋；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
锌块不断被腐蚀，可定期拆换，使铁得到保护。
►尝试应用2.下列做法不能起防锈作用的是（A）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、船的表面刷油漆解析：铁锈是比较疏松的氧化膜，容易保存一些水分，形成电解质溶液加速铁的腐蚀，不能起到防锈的作用。
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】
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无电流产生
有微弱电流产生
本质
相互 联系
金属被氧化
较活泼金属被氧化
两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍
金属腐蚀的本质
__失__去__e-
金属原子 发生__氧__化__反应
阳离子
知识总结
一、金属防护的方法
(1)、改变金属的内部组织结构，如 不锈钢 (2)、在金属表面覆盖保护层，如
覆盖油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化 成致密的气化膜等 (3)、电化学保护法 （消除引起金属发生电化腐蚀 的原电池反应的方法）
2、化学腐蚀 金属跟接触到的物质 (如O2、Cl2 、SO2等) 直 接发生化学反应而引起的腐蚀。
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
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。
第三章 探索生活材料 第二节 金属的腐蚀和防护来自钢铁生锈造成大桥断裂！
四川省宜宾市城区的南门大桥断裂
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 油漆来防锈吗？应选用什么呢？
不能用油漆来防锈，而是选用油脂
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？
在要保护的金属上连接比该金属更活泼的金属或 合金 P52
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
1、金属腐蚀 的分类
化学腐蚀
（常见普遍） 中性或碱性环境 电化学腐蚀
酸性环境
2、金属腐蚀的本质：
实验方 洁净无锈的铁钉分别放入五支试管中，选
案
择不同的条件
蒸馏水+植 棉花+干燥 蒸馏水
物油
剂
NaCl溶液 CH3COOH 溶液
记录
（现象）没有生锈 没有生锈 生锈 生锈
生锈
结论
铁钉锈蚀的主要因铁素钉：与空气、水同时接触
会锈蚀
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容易生锈？
①钢铁的主要成分是 铁 和 碳
钢铁在酸性环境腐蚀示意图
（1）钢铁在较强的酸性环境下的腐蚀。 特点：有氢气产生。
负极：＿铁＿，电极反应式：Fe－2e-＝Fe2+
正极：＿碳＿，电极反应式： 2H++2e-＝H2↑ 总反应式：Fe+2H+＝ Fe2++H2↑
钢铁在碱性或中性环境 腐蚀示意图
（2）钢铁在很弱的酸性或中性环境下的腐蚀。 特点：有氧气参加反应。
②潮湿的空气在钢铁表面形成水膜，水膜 中有 水、氧气、二氧化碳
潮湿空气中吸附了一层薄薄的水膜，由于 溶解CO2了而形成了电解质溶液
H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3-
原电池反应
铁作负极Fe -2e- = Fe2+ 碳作正极2H+ +2e- = H2↑
此时钢铁与水膜有没有构成原电池？ 负极是 铁 ，电极反应 Fe -2e-= Fe2+。 正极是 碳 。
______(_4_)__(_2_) __(_1_)__(_3_)_________________
__失__去__e-
金属原子 发生__氧__化__反应
金属__阳__离__子___
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 后腐蚀速率由慢到快的顺序是
（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。
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
化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
条件 现象
化学腐蚀
电化学腐蚀
金属跟氧化性物质 直接接触
不纯金属或合金 跟电解质溶液及氧化
负极：＿铁＿，电极反应式：2Fe－4e-＝2Fe2+
正极：＿碳＿，电极反应式：
2H2O + O2 + 4e- ＝ 4 OH-
总反应式：2Fe+ 2H2O + O2 ＝ 2 Fe(OH)2↓
金属的腐蚀
定义：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。
1、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
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
金属的防护方法 P51-52
1、改变金属的内部组织结构， 2、在金属表面覆盖保护层，使它与_空__气_____、
___水_______等物质__隔__离_____。
例如 喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、或表面钝化(氧 化成致密的氧化膜)、搪瓷、塑料等方法。