1、一、金屬的電化學腐蝕一、金屬的電化學腐蝕金屬陽離子金屬陽離子失失e-氧化反應氧化反應（三）金屬腐蝕的類型（三）金屬腐蝕的類型化學腐蝕化學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：（二）金屬腐蝕的本質：（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生氧化是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發生氧化還原反應而腐蝕損耗的過程。還原反應而腐蝕損耗的過程。金屬的電化學腐蝕金屬的電化學腐蝕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行化學反應而腐蝕損耗的過程。2、金屬腐蝕的本質是什么?是金屬本身失去電子變成陽離

2、子的過程（發生氧化反應）。M - ne- = Mn+問題引導下的再學習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）或非電解質溶液（石油）等直接發生化學反應而引起的腐蝕。不純的金屬與電解質溶液接觸時，發生原電池反應，比較活潑的金屬失去電子被氧化。化學腐蝕：電化學腐蝕：根據與金屬接觸的介質不同金屬的腐蝕以電化學腐蝕為主問題引導下的再學習 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，更嚴重的是金屬制品結構損壞所造成的損失比金屬更嚴重的是金屬制品結構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

3、濟損失，也經常對安全構成威脅腐蝕不僅造成經濟損失，也經常對安全構成威脅。 國內外都曾發生過許多災難性腐蝕事故，如飛機因國內外都曾發生過許多災難性腐蝕事故，如飛機因某一零部件破裂而某一零部件破裂而墜毀墜毀；橋梁因鋼梁產生裂縫而；橋梁因鋼梁產生裂縫而塌塌陷陷；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；化工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環境工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環境污染污染；管道；管道和設備跑、冒、滴、漏，破壞生產環境，有毒氣體和設備跑、冒、滴、漏，破壞生產環境，有毒氣體如如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會危及工作人員和等的泄漏，更會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。 面對這樣驚人的數據和金屬腐蝕危害面對這樣驚人的數據和金屬腐蝕危害事實，大家有沒有想過，事實，大家有沒有想過，鐵怎么會被鐵怎么會被腐蝕？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？電化學保護電化學保護原電池原電池電解池電解池概概念念能量能量轉化轉化借助借助氧化還氧化還原反應原反應而產而產生生的裝的裝置置。借助借助引引起起氧化還原氧化還原反應反應的裝置的裝置化學能化學能 轉化轉化為為電能電能電能電能轉化為轉化為化學能化學能復習：原電池復習：原電池構成原電

5、池的條件是什么？構成原電池的條件是什么？ （1 1）必須自發進行氧化還原反應必須自發進行氧化還原反應 （3 3）兩個電極必須插入兩個電極必須插入電解質溶液中電解質溶液中或或熔融熔融 的電解質中的電解質中；（4 4）兩個電極必須兩個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電材料（一種是導電材料（一種是金屬，另一種是能導電的金屬、非金屬、化合物）金屬，另一種是能導電的金屬、非金屬、化合物）作電極；作電極；把把化學能化學能轉化為轉化為電能電能的裝置。的裝置。比較項目比較項目正極正極負極負極電子流動方向電子流動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電極反應 Nm+ + me- = N(還原反應還原反應)M - ne- = Mn+(氧化反應氧化反應) 電極質量變化電極質量變化增大或不變增大或不變一般：減小一般：減小離子移動方向離子移動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：電極反應：原電池：原電池：負氧正還負氧正還電解池：電解池：陽氧陰還陽氧陰還 M-ne=Mn+產生電流產生電流失失e沿導線轉移沿導線轉移 Nm+me=N負負極極正正極極陰離子陰離子陽離子陽離子ee綜述1 1、負極失電子發生氧化反應；溶液中氧化性、負極失電子發生氧化反應；溶液

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

8、硫酸銅溶液可加快反應速率液可加快反應速率一、金屬的電化學腐蝕一、金屬的電化學腐蝕（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行化學反應而腐蝕損耗或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程。的過程。2.2.金屬腐蝕的本質金屬腐蝕的本質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：化學腐蝕和電化學腐蝕化學腐蝕和電化學腐蝕絕大多數金屬的腐蝕屬于電化學腐蝕絕大多數金屬的腐蝕屬于電化學腐蝕電化學腐蝕通常有析氫腐蝕和吸氧電化學腐蝕通常有析氫腐蝕和吸氧腐蝕腐蝕比較項目比較項目化學腐蝕化學腐蝕

9、電化學腐蝕電化學腐蝕發生條件發生條件共同點共同點是否構成原電池是否構成原電池有無電流有無電流實質實質化學腐蝕化學腐蝕與與電電化學腐蝕化學腐蝕的比較的比較電化學電化學腐蝕腐蝕比比化學腐蝕化學腐蝕普遍得多普遍得多金屬跟接觸到的物質金屬跟接觸到的物質直接發生化學反應直接發生化學反應不純金屬跟接觸的電解不純金屬跟接觸的電解質溶液發生原電池反應質溶液發生原電池反應無電流無電流無原電池無原電池構成無數微小原電池構成無數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下圖，寫出電極反應式請大家根據下圖，寫

10、出電極反應式及及原電池反應方程原電池反應方程式。式。負極：負極：2Fe - 4e = 2Fe2+正極：正極： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-電池反應：電池反應： 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，易發生條件下，易發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進一步反應：進一步反應：正極：正極： 2H+ 2e- =H2 負極：負極： Fe - 2e- = Fe2+請看右圖請看右圖:電池反應：電池反應： Fe + 2H+ =F

11、e2+ + H2 分析：當鋼鐵處于分析：當鋼鐵處于酸性酸性氣氛中時，易發生氣氛中時，易發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腐蝕電化學腐蝕。鋼鐵的電化學腐蝕鋼鐵的電化學腐蝕比較項目比較項目析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕發生條件發生條件電電極極反反應應負極負極正極正極總反應總反應鋼鐵表面吸附的水膜酸鋼鐵表面吸附的水膜酸性較強時性較強時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性較弱或呈中性時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)原電池的負極原電池的負極 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金屬的防護方方 法：法：1.1.改變金屬的內部組織結構（如制不銹鋼）改變金屬的內部組織結構（如制不銹鋼）2.2.在金屬表面覆蓋保護層：在金屬表面

13、覆蓋保護層：（1）在表面刷一層油漆；）在表面刷一層油漆；（2）在表面涂上機油；）在表面涂上機油；（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. .電化學保護法電化學保護法 ：（1）犧牲陽極的陰極保護法）犧牲陽極的陰極保護法 （2）外加電流的陰極保護法）外加電流的陰極保護法 原理原理 ：形成原電池反應時，讓形成原電池反應時，讓被保護金屬被保護金屬做做正正極極，不反應，起到保護作用；而，不反應，起到保護作用；而活潑金活潑金屬做負極，反應，受到腐蝕屬做負極，反應，受到腐蝕

14、。1.1.犧牲陽極保護法犧牲陽極保護法金屬的電化學保護金屬的電化學保護 犧牲陽極犧牲陽極的的陰極保護法陰極保護法示意圖示意圖2.2.外加電流法外加電流法 將將被保護金屬被保護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極，使兩個極，使被保護的金屬被保護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。此法主要用于防止電的作用下使陰極得到保護。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設備的腐蝕。土壤、海水及水中金屬設備的腐蝕。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法陰極保護法示意圖示意圖課堂練習課堂練習1、如圖、如圖, 水槽中試管內有一

15、枚鐵釘，放置數天觀察：水槽中試管內有一枚鐵釘，放置數天觀察：（1）若液面上升，則溶液呈若液面上升，則溶液呈 性，發生性，發生 腐蝕腐蝕,電極反應式為：負極：電極反應式為：負極： ,正極：正極：若液面下降，則溶液呈若液面下降，則溶液呈 性，發生腐蝕，電極反應式為：性，發生腐蝕，電極反應式為：負極：負極： 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，保利集團在香港拍賣會上花費月，保利集團在香港拍賣會上花費30003000多多萬港幣購回在火燒圓明園時流失的國

16、寶：銅鑄的牛首、萬港幣購回在火燒圓明園時流失的國寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時間稍久容易出現銅綠，其主猴首和虎首，普通銅器時間稍久容易出現銅綠，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、環境污染日趨嚴重，它們表面的銅綠被酸雨溶解、環境污染日趨嚴重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去；洗去；C、銅的金屬活動性比氫小，因此不宜被氧化；、銅的金屬活動性比氫小，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 ）課堂練習課堂練習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)課堂練習課堂練