1、一、金屬的電化學(xué)腐蝕一、金屬的電化學(xué)腐蝕金屬陽離子金屬陽離子失失e-氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)（三）金屬腐蝕的類型（三）金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化腐蝕電化腐蝕金屬原子金屬原子（二）金屬腐蝕的本質(zhì)：（二）金屬腐蝕的本質(zhì)：（一）金屬腐蝕：（一）金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。金屬的電化學(xué)腐蝕金屬的電化學(xué)腐蝕2021-12-202一、金屬的腐蝕一、金屬的腐蝕1、什么是金屬腐蝕？指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。2、金屬腐蝕的本質(zhì)是什么?是金屬本身失去電子變成陽離

2、子的過程（發(fā)生氧化反應(yīng)）。M - ne- = Mn+問題引導(dǎo)下的再學(xué)習(xí)3、金屬腐蝕的類型有哪些？金屬跟接觸到的干燥氣體（如SO2、Cl2、O2等）或非電解質(zhì)溶液（石油）等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子被氧化。化學(xué)腐蝕：電化學(xué)腐蝕：根據(jù)與金屬接觸的介質(zhì)不同金屬的腐蝕以電化學(xué)腐蝕為主問題引導(dǎo)下的再學(xué)習(xí) 金屬腐蝕的主要害處，金屬腐蝕的主要害處，不僅在不僅在于金屬本身的損失，于金屬本身的損失，更嚴(yán)重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬更嚴(yán)重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量。本身要大到無法估量。 腐蝕不僅造成經(jīng)

3、濟(jì)損失，也經(jīng)常對安全構(gòu)成威脅腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也經(jīng)常對安全構(gòu)成威脅。 國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機(jī)因國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機(jī)因某一零部件破裂而某一零部件破裂而墜毀墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌塌陷陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸爆炸；化；化工廠中儲(chǔ)酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境工廠中儲(chǔ)酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染污染；管道；管道和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體如如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會(huì)危及工作人員和等的泄漏，更會(huì)危及工作人員和附近

4、居民的附近居民的生命安全生命安全。 面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實(shí)，大家有沒有想過，事實(shí)，大家有沒有想過，鐵怎么會(huì)被鐵怎么會(huì)被腐蝕？怎樣防腐？腐蝕？怎樣防腐？問題討論問題討論鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，它鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，它們在什么條件下易生銹？們在什么條件下易生銹？電化學(xué)保護(hù)電化學(xué)保護(hù)原電池原電池電解池電解池概概念念能量能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化借助借助氧化還氧化還原反應(yīng)原反應(yīng)而產(chǎn)而產(chǎn)生生的裝的裝置置。借助借助引引起起氧化還原氧化還原反應(yīng)反應(yīng)的裝置的裝置化學(xué)能化學(xué)能 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為為電能電能電能電能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化學(xué)能復(fù)習(xí)：原電池復(fù)習(xí)：原電池構(gòu)成原電

5、池的條件是什么？構(gòu)成原電池的條件是什么？ （1 1）必須自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)必須自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng) （3 3）兩個(gè)電極必須插入兩個(gè)電極必須插入電解質(zhì)溶液中電解質(zhì)溶液中或或熔融熔融 的電解質(zhì)中的電解質(zhì)中；（4 4）兩個(gè)電極必須兩個(gè)電極必須相連相連并形成并形成閉合回路閉合回路。（2 2）必須有必須有兩種活潑性不同的兩種活潑性不同的導(dǎo)電材料（一種是導(dǎo)電材料（一種是金屬，另一種是能導(dǎo)電的金屬、非金屬、化合物）金屬，另一種是能導(dǎo)電的金屬、非金屬、化合物）作電極；作電極；把把化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為電能電能的裝置。的裝置。比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目正極正極負(fù)極負(fù)極電子流動(dòng)方向電子流動(dòng)方向電子流入電子流入電子流出電

6、子流出金屬活潑性金屬活潑性相對不活潑相對不活潑相對活潑相對活潑電極反應(yīng)電極反應(yīng) Nm+ + me- = N(還原反應(yīng)還原反應(yīng))M - ne- = Mn+(氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)) 電極質(zhì)量變化電極質(zhì)量變化增大或不變增大或不變一般：減小一般：減小離子移動(dòng)方向離子移動(dòng)方向陽離子陽離子移向該極移向該極陰離子陰離子移向該極移向該極電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：原電池：原電池：負(fù)氧正還負(fù)氧正還電解池：電解池：陽氧陰還陽氧陰還 M-ne=Mn+產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流失失e沿導(dǎo)線轉(zhuǎn)移沿導(dǎo)線轉(zhuǎn)移 Nm+me=N負(fù)負(fù)極極正正極極陰離子陰離子陽離子陽離子ee綜述1 1、負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；溶液中氧化性、負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；溶液

7、中氧化性較強(qiáng)的微粒在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；較強(qiáng)的微粒在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；2 2、電子由負(fù)極流向正極，電流方向是由正極、電子由負(fù)極流向正極，電流方向是由正極流到負(fù)極（外電路）。流到負(fù)極（外電路）。原電池原理的應(yīng)用原電池原理的應(yīng)用(2)比較金屬的活潑性；比較金屬的活潑性；構(gòu)建原電池，測出正負(fù)極，負(fù)極金屬活潑性構(gòu)建原電池，測出正負(fù)極，負(fù)極金屬活潑性 正極正極(3)加快某些化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率；加快某些化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率；(1)制做化學(xué)電源；制做化學(xué)電源；(4)金屬腐蝕的原理及金屬腐蝕的防護(hù)。金屬腐蝕的原理及金屬腐蝕的防護(hù)。鋅和稀硫酸反應(yīng)制氫氣時(shí)，滴幾滴硫酸銅溶鋅和稀硫酸反應(yīng)制氫氣時(shí)，滴幾滴

8、硫酸銅溶液可加快反應(yīng)速率液可加快反應(yīng)速率一、金屬的電化學(xué)腐蝕一、金屬的電化學(xué)腐蝕（一）金屬腐蝕（一）金屬腐蝕1.1.概念：概念：金屬或合金與周圍接觸到的氣體金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。的過程。2.2.金屬腐蝕的本質(zhì)金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變成陽離子金屬原子失去電子變成陽離子而損耗而損耗3.3.金屬腐蝕的分類：金屬腐蝕的分類：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕絕大多數(shù)金屬的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕絕大多數(shù)金屬的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕通常有析氫腐蝕和吸氧電化學(xué)腐蝕通常有析氫腐蝕和吸氧腐蝕腐蝕比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕

9、電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕發(fā)生條件發(fā)生條件共同點(diǎn)共同點(diǎn)是否構(gòu)成原電池是否構(gòu)成原電池有無電流有無電流實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕與與電電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕的比較的比較電化學(xué)電化學(xué)腐蝕腐蝕比比化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕普遍得多普遍得多金屬跟接觸到的物質(zhì)金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)不純金屬跟接觸的電解不純金屬跟接觸的電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)無電流無電流無原電池?zé)o原電池構(gòu)成無數(shù)微小原電池構(gòu)成無數(shù)微小原電池有弱電流有弱電流金屬被腐蝕金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕金屬原子失去電子變成陽離子而損耗金屬原子失去電子變成陽離子而損耗請大家根據(jù)下圖，寫出電極反應(yīng)式請大家根據(jù)下圖，寫

10、出電極反應(yīng)式及及原電池反應(yīng)方程原電池反應(yīng)方程式。式。負(fù)極：負(fù)極：2Fe - 4e = 2Fe2+正極：正極： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-電池反應(yīng)：電池反應(yīng)： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2分析：分析：中性中性或或酸性很弱酸性很弱或或堿性堿性條件下，易發(fā)生條件下，易發(fā)生吸氧腐蝕吸氧腐蝕。4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3 Fe2O3nH2O+(3-n) H2O進(jìn)一步反應(yīng)：進(jìn)一步反應(yīng)：正極：正極： 2H+ 2e- =H2 負(fù)極：負(fù)極： Fe - 2e- = Fe2+請看右圖請看右圖:電池反應(yīng)：電池反應(yīng)： Fe + 2H+ =F

11、e2+ + H2 分析：當(dāng)鋼鐵處于分析：當(dāng)鋼鐵處于酸性酸性氣氛中時(shí)，易發(fā)生氣氛中時(shí)，易發(fā)生析氫腐蝕析氫腐蝕；析氫腐蝕析氫腐蝕和和吸氧腐蝕吸氧腐蝕都都屬于屬于電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕。鋼鐵的電化學(xué)腐蝕鋼鐵的電化學(xué)腐蝕比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕發(fā)生條件發(fā)生條件電電極極反反應(yīng)應(yīng)負(fù)極負(fù)極正極正極總反應(yīng)總反應(yīng)鋼鐵表面吸附的水膜酸鋼鐵表面吸附的水膜酸性較強(qiáng)時(shí)性較強(qiáng)時(shí)Fe - 2e- = Fe2+2H+ + 2e- = H2Fe+ 2H+ = Fe2+ H2鋼鐵表面吸附的水膜酸鋼鐵表面吸附的水膜酸性較弱或呈中性時(shí)性較弱或呈中性時(shí)Fe - 2e- = Fe2+O22H2O4e-=4OH-4F

12、e(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)34Fe(OH)3Fe2O3xH2O(鐵銹鐵銹)+(3-x)H2O吸氧吸氧腐蝕腐蝕比比析氫析氫腐蝕腐蝕普遍得多普遍得多 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2比較金屬腐蝕的快慢比較金屬腐蝕的快慢例例. .下列各情況，在其中下列各情況，在其中FeFe片腐蝕由快到慢的順序片腐蝕由快到慢的順序是是(2)(1)(3)原電池的負(fù)極原電池的負(fù)極 自然條件下的腐蝕自然條件下的腐蝕 原電池的正極原電池的正極金屬的防護(hù)金屬的防護(hù)方方 法：法：1.1.改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)（如制不銹鋼）改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)（如制不銹鋼）2.2.在金屬表面覆蓋保護(hù)層：在金屬表面

13、覆蓋保護(hù)層：（1）在表面刷一層油漆；）在表面刷一層油漆；（2）在表面涂上機(jī)油；）在表面涂上機(jī)油；（3）在表面鍍一層其他耐腐蝕金屬；）在表面鍍一層其他耐腐蝕金屬；（4）在表面燒制搪瓷）在表面燒制搪瓷 ；（5）使金屬表面形成致密的氧化膜）使金屬表面形成致密的氧化膜 。3 3. .電化學(xué)保護(hù)法電化學(xué)保護(hù)法 ：（1）犧牲陽極的陰極保護(hù)法）犧牲陽極的陰極保護(hù)法 （2）外加電流的陰極保護(hù)法）外加電流的陰極保護(hù)法 原理原理 ：形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬被保護(hù)金屬做做正正極極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金活潑金屬做負(fù)極，反應(yīng)，受到腐蝕屬做負(fù)極，反應(yīng)，受到腐蝕

14、。1.1.犧牲陽極保護(hù)法犧牲陽極保護(hù)法金屬的電化學(xué)保護(hù)金屬的電化學(xué)保護(hù) 犧牲陽極犧牲陽極的的陰極保護(hù)法陰極保護(hù)法示意圖示意圖2.2.外加電流法外加電流法 將將被保護(hù)金屬被保護(hù)金屬與另一與另一附加電極附加電極作為電解池的作為電解池的兩個(gè)極，使兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬被保護(hù)的金屬作為作為陰極陰極，在外加直流，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。輔助陽極輔助陽極（不溶性）（不溶性）外加電流外加電流的的陰極保護(hù)法陰極保護(hù)法示意圖示意圖課堂練習(xí)課堂練習(xí)1、如圖、如圖, 水槽中試管內(nèi)有一

15、枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）若液面上升，則溶液呈若液面上升，則溶液呈 性，發(fā)生性，發(fā)生 腐蝕腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極：電極反應(yīng)式為：負(fù)極： ,正極：正極：若液面下降，則溶液呈若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：負(fù)極： 正極：正極： 。（2）中性或堿性中性或堿性 吸氧吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性酸性析氫析氫Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 2 2、20002000年年5 5月，保利集團(tuán)在香港拍賣會(huì)上花費(fèi)月，保利集團(tuán)在香港拍賣會(huì)上花費(fèi)30003000多多萬港幣購回在火燒圓明園時(shí)流失的國

16、寶：銅鑄的牛首、萬港幣購回在火燒圓明園時(shí)流失的國寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主猴首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是要成分是CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3 這三件這三件17601760年銅鑄的國寶在年銅鑄的國寶在240 240 年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對起原因年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對起原因的分析，最可能的是的分析，最可能的是A、它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金；、它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金；B、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去；洗去；C、銅的金屬活動(dòng)性比氫小，因此不宜被氧化；、銅的金屬活動(dòng)性比氫小，因此不宜被氧化；D、它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金；、它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金；（ D ）課堂練習(xí)課堂練習(xí)3.下列各情況，在其中下列各情況，在其中Fe片腐蝕由片腐蝕由快快到到慢慢的順序是的順序是(5) (2) (1) (3) (4)課堂練習(xí)課堂練