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(共20张PPT)
第三节　金属的腐蚀与防护
情境导入
在生产生活中，金属腐蚀所带来的损失非常严重
我国每年因为金属腐蚀所造成的经济损失约占国民生产总值的5%，全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4，超过每年各项大灾（火灾、风灾及地震等）损失的总和。
探究：钢铁腐蚀的原理
寻找：防止钢铁腐蚀的有效方法
一、金属的腐蚀
1.定义
2.本质
金属原子失去电子被氧化的过程。
M－ne－→Mn+
金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
3.分类
金属其表面接触的一些物质（如O2、Cl2、SO2等）直接反应而引起的腐蚀。
影响因素：和金属本性、接触物质的氧化性及温度有关。
化学腐蚀
铁与氯气直接反应而腐蚀；
输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀
3.分类
不纯的金属跟电解质溶液接触时，发生原电池反应，
比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀
电化学腐蚀
钢铁制品在潮湿空气中的锈蚀就是电化学腐蚀
电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍
【实验4-3】
（1）将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下，放入具支试管中。几分钟后，观察导管中水柱的变化，解释引起这种变化的原因。
（2）取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓度的稀盐酸，观察现象。然后，向其中一支试管中滴加1~2滴硫酸铜溶液，再观察现象。解释产生不同现象的原因。
3.分类
电化学腐蚀
负极（Fe）： Fe-2e- = Fe2+
正极（C）：2H2O+O2+4e- = 4OH-
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3 · nH2O
总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
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
吸氧腐蚀
NaCl溶液
C
Fe
(负极)
(正极)
Fe－2e－＝Fe2＋
2H＋＋2e－＝H2↑
H2SO4
C
Fe
(总反应)
Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑
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。
析氢腐蚀
吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍
微训练 1 .下列叙述正确的是(　　)。
A.原电池中阳离子向负极移动
B.用铝制铆钉接铁板,铁易被腐蚀
C.马口铁(镀锡)的表面一旦破损,铁腐蚀加快
D.白铁(镀锌)的表面一旦破损,铁腐蚀加快
答案:C
二、金属的防护
1.改变金属材料的组成
在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金
把铬、镍等加入普通钢中制成不锈钢产品；
钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性
2.在金属表面覆盖保护层
在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开。
在钢铁制品的表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等；
用电镀等方法在钢铁表面镀上一层锌、锡、铬、镍等金属；
用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理(生成致密的Fe3O4薄膜)
利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化
3.电化学防护
牺牲阳极法
正极：被保护金属
负极：活泼金属
牺牲阳极法通常是在被保护的钢铁设备上(如锅炉的内壁、船舶的外壳等)安装若干镁合金或锌块。镁、锌比铁活泼，它们就成为原电池的负极，不断遭受腐蚀(需要定期检查、更换),而作为正极的钢铁设备就被保护起来
原电池原理
实验4-4（1）
实验装置 电流表 阳极 阴极
现象
有关反应
指针偏转
逐渐溶解
质量不变，无气泡产生，
加入铁氰化钾溶液，无变化
Zn-2e-=Zn2+
O2+4e-+4H+=H2O
说明：Fe2+的检验：Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液(黄色)反应生成KFe[Fe(CN)6]沉淀(带有特征蓝色)。这是检验溶液中Fe2+的常用方法。
结论：Fe、Zn和经过酸化的NaCl溶液构成原电池；该装置中铁未被腐蚀
实验4-4（2）
现象
解释
靠近锌皮处颜色无变化，靠近裸露在外的铁钉处出现红色
靠近铜丝处出现红色，靠近裸露在外的铁钉处出现蓝色。
构成原电池反应，Zn作阳极(负极)铁作阴极(正极),锌被腐蚀，铁被保护。
构成原电池应，铁作阳极(负极),铜作阴极(正极),铁被腐蚀，阳极上发生Fe-2e- =Fe2+, Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀
（a）
（b）
外加电流法
阴极：被保护金属
通电后，调整外加电压，强制电子流向被保护的钢铁设备，使钢铁
表面腐蚀电流降至零或接近零。阴极的钢铁被保护，不能发生氧化。
阳极：惰性电极
电解质溶液：海水
外接电源：直流电源
电解池原理
牺牲阳极法和外加电流法的比较
牺牲阳极法 外加电流法
原理
保护方法
保护电流
注意事项
原电池
被保护金属作正极，比它活泼的金属作负极
较小
负极材料需要定期更换
电解池
被保护金属与电源负极相连，作阴极
较大
辅助阳极需定期检查
2.下列防止钢铁锈蚀的措施中,不合理的是(　　)。
A.车轮的钢圈表面镀镍
B.在地下钢铁管道上连接铜块
C.改变金属内部结构制成不锈钢
D.金属材料表面包上一层塑料层
答案:B
解析:铁比铜活泼,在地下钢铁管道上连接铜块会加速铁的腐蚀,B项错误。
学以致用
3.如图所示,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀的速率由大到小的顺序为
　　　　。
答案:⑤④②①③⑥
金属的腐蚀与防护
电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞防腐措施的腐蚀
电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的负极．
外加电流法引起的腐蚀>牺牲阳极法引起的腐蚀
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：
防腐蚀效果：
对于活动性不同的两金属，活动性差别越大，氧化还原反应的速率越大，活泼金属腐蚀越快；纯度越高的金属，腐蚀速率越小。
电解池的阴极>原电池的正极
3.如图所示,水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天观察:
(1)铁钉在逐渐生锈。
(2)若试管内液面上升,发生　　　腐蚀,
电极反应:负极　　　　　　,正极　 。
(3)若试管内液面下降,则原溶液呈较强的　 性,
发生的正极反应为　　　　　　　　　　　。
答案:(2)吸氧　Fe-2e-══Fe2+　O2+2H2O+4e-══4OH-
(3)酸　2H++2e-══H2↑
本课结束

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