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(共25张PPT)
金属腐蚀的防护及
电化学腐蚀原理的应用
第1章 化学反应与能量转化
重点：
1. 掌握金属腐蚀防护的常见方法，如覆盖保护层、改变金属内部结构、电化学防护的原理与应用。
2. 理解电化学腐蚀原理在金属防护及实际场景中的应用逻辑与实施要点。
难点：
1. 准确区分牺牲阳极法和外加电流法的原理差异，以及在不同电解质环境中的应用效果。
2. 分析复杂体系中多种防护措施协同作用的机制，以及环境因素对防护效果的影响。
金属腐蚀的实质
M-ne-=Mn+
类别
化学腐蚀
形成原电池
电化学腐蚀
金属防护的本质
措施
切断原电池反应
给予电子
改变金
属材料
增加
保护层
电化学
保护法
阻止M-ne-=Mn+的发生
一、增加保护层
喷漆
沥青防腐钢管
包裹塑料
搪瓷
电镀——在被保护金属表面覆盖耐腐蚀性较强的金属或合金。
一、增加保护层
发蓝——在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层，成分主要是Fe3O4。
钝化处理
钝化——利用浓硫酸、浓硝酸强氧化剂处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜。
一、增加保护层
不锈钢
钛合金
二、改变金属材料组成
1、不同金属镀层对金属的保护作用一样吗？如果在铁制品表面镀上锌保护层或锡保护层，请根据铁、锌、锡三种金属的原子失电子能力分析：当镀层局部破损时，锌镀层或锡镀层还能对铁制品起保护作用吗？
＋
－
Zn
A
Fe
＋
－
Sn
A
Fe
e-
e-
我们知道，金属发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极（阳极）的金属被腐蚀，作为正极（阴极）的金属不被腐蚀。
经酸化的3％NaCl溶液
交流探讨
2、除了外加保护层的方法外，根据电化学腐蚀的原理，你还能想到其他防止金属腐蚀的方法吗？请将你想到的防护方法用图表示出来，并说明其原理。
＋
－
Zn
A
Fe
酸化的NaCl溶液
e-
e-
NaCl溶液
阴极
Fe
+
-
阳极
C
交流探讨
Zn
1、牺牲阳极保护法
三、电化学保护法
牺牲锌块来保护钢闸门，锌块要定期更换
钢闸门
(阴极)
海水
锌板
(牺牲阳极)
e-
e-
原理 ________原理
电极 要求 被保护的金属作___极，
活泼性更强的金属作___极
应用
原电池
正
负
船舶外壳安装锌块
钢闸门
(阴极)
海水
辅助阳极
(不溶性)
- +
e
e
原理 ________原理
电极 要求 被保护的金属作___极，
与电源的___极相连
应用
电解池
阳
负
地下管道连接电源负极
2、外加电流阴极法
三、电化学保护法
3、钝化——利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜。
H2SO4溶液
阴极
C
+
-
阳极
Al
e-
氨合成塔
三、电化学保护法
测定空气中氧气含量
铁腐蚀放热制保暖帖
工业处理废水
负极：废铁屑
正极：H+或氧气
离子导体：废水
Fe2+用来除污染物
四、电化学腐蚀原理的应用
制作双吸剂保鲜食品
品　　名：一次性保暖贴
主要成分：铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石、吸水性树脂
产品性能：平均温度为 55 ℃，最高温度为 63 ℃，发热时间在 12 小时以上
使用说明：使用时将外包装袋撕开，取出内袋，将保护衬纸揭下，贴在需要取
暖或热敷部位的内衣外侧；使用完后，从衣服上撕下即可【严禁直接接触皮肤】
1、保暖贴在发热过程中，其主要成分分别起什么作用？
请仔细研读说明书，思考并尝试回答下列问题。
在保暖贴的内袋中，当空气中的氧气通过微孔透气膜进入后，活性炭成为正极材料，食盐溶于水成为离子导体，氧气与铁粉通过无数个微小的电池发生反应且进行得很快，反应放出的热量很快就将发热袋加热。
2、为什么保暖贴能较持久而又稳定地提供热量？
为了使温度能够保持一段时间，保暖贴使用了矿物材料蛭石做保温材料，其放热的时间和温度可以通过透气膜的透氧速率进行控制。
蛭石为片状结构，容重小、导热率低
3、保暖贴使用的是双层包装。外层由不透气的明胶层制成，内层由微孔透气膜制成。为什么要这样设计？
透气膜控制透氧速率，控制放热快慢。
明胶层的作用①粘连作用：能够将暖宝宝中的发热材料固定在特定位置，防止其在使用过程中移位或散落。②隔绝作用：将发热材料与外界隔开，避免发热材料直接接触皮肤，减少烫伤皮肤的风险。③均匀传热：有助于使热量更加均匀地散发，提高使用的舒适度。④保湿作用：一定程度上保持发热材料的湿度，有助于发热反应的稳定进行。
4、为什么保暖贴使用后会变得较硬？
使用后，保暖贴内袋中的物质变为深褐色固体，其主要成分为炭粉、氯化钠固体、三氧化二铁固体以及含镁和铝的盐，因而变得较硬。
金属的防护
1、本质：阻止 M-ne-=Mn+ 的发生
2、金属的防护
改变金属材料的组成
在金属表面覆盖保护层
电化学保护法
牺牲阳极保护法(利用原电池原理)
外加电流阴极保护法(利用电解池原理)
钝化——利用阳极氧化处理
3、电化学腐蚀原理应用
①测空气中氧含量②双吸剂③暖宝宝④处理工业废水
归纳总结
1.表面镀有保护金属层的铁片，当镀层有破损时比普通铁片更耐腐蚀的是（ ）
A、白铁（镀锌铁） B、马口铁（镀锡铁）
C、镀镍铁 D、镀铜铁
A
镍的活泼性在铁和锡之间
2.下列不能用于金属防腐处理的是（ ）
A、涂油 B、改变金属内部结构
C、镀上一层耐腐蚀的金属 D、在海轮的船体上镶铜块
D
3.下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（ ）
A、钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B、铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C、钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀
D、钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－＝Fe3＋
B
4.相同材质的铁在图中四种情况下最不易被腐蚀的是 (　 )
C
5.下列关于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处都可减缓铁的腐蚀
C、若X为锌棒，开关K置于B处时，为牺牲阳极的阴极保护法
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↑
D

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