1、第四節金屬的電化學腐蝕與防護第四節金屬的電化學腐蝕與防護學習目標學習目標1.了解金屬腐蝕及其危害。了解金屬腐蝕及其危害。2.了解金屬電化學腐蝕的原因及反應原理。了解金屬電化學腐蝕的原因及反應原理。3.了解金屬防護的一般方法，特別是電化學了解金屬防護的一般方法，特別是電化學防護的方法。防護的方法。課前自主學案課前自主學案一、金屬的電化學腐蝕一、金屬的電化學腐蝕1金屬腐蝕金屬腐蝕(1)概念：金屬與周圍的概念：金屬與周圍的_物質發生物質發生_反應而引起損耗的現象。反應而引起損耗的現象。(2)分類：一般有分類：一般有_腐蝕和腐蝕和_腐蝕腐蝕兩種。兩種。氣體或液體氣體或液體氧化還原氧化還原化學化學電化學

2、電化學2化學腐蝕化學腐蝕(1)定義：金屬跟接觸到的定義：金屬跟接觸到的_氣體氣體(如如O2、Cl2、SO2等等)或或_液體液體(如石油等如石油等)直接直接發生化學反應而引起的腐蝕。發生化學反應而引起的腐蝕。(2)特點：腐蝕的速度隨溫度升高而特點：腐蝕的速度隨溫度升高而_。3電化學腐蝕電化學腐蝕(1)定義：不純的金屬跟定義：不純的金屬跟_溶液接觸時，溶液接觸時，會發生會發生_反應，比較活潑的金屬反應，比較活潑的金屬_電子而被氧化。電子而被氧化。(2)特點：腐蝕過程中有電流產生。特點：腐蝕過程中有電流產生。干燥干燥非電解質非電解質加快加快電解質電解質原電池原電池失去失去二、鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕

3、二、鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕1析氫腐蝕析氫腐蝕金屬表面的電解質溶液金屬表面的電解質溶液_較強，腐蝕過較強，腐蝕過程中有程中有H2放出。放出。負極反應：負極反應：Fe2e=Fe2；正極反應：正極反應：2H2e=H2；總反應：總反應：_。酸性酸性Fe2H=Fe2H22吸氧腐蝕吸氧腐蝕(1)鋼鐵表面吸附的水膜鋼鐵表面吸附的水膜_或呈或呈_時，氧氣參加電極反應，發生吸氧腐時，氧氣參加電極反應，發生吸氧腐蝕。電極反應如下：蝕。電極反應如下：負極：負極：_；正極：正極：_；總反應：總反應：2FeO22H2O=2Fe(OH)2。(2)生成的生成的Fe(OH)2繼續與空氣中的繼續與空氣中的O2作用，作用，生成

4、生成Fe(OH)3，反應如下：，反應如下：_。酸性很弱酸性很弱中性中性2Fe4e=2Fe22H2OO24e=4OH 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(3)生成的生成的Fe(OH)3脫去一部分水生成脫去一部分水生成Fe2O3xH2O，即，即2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O。思考感悟思考感悟1(1)純鐵片放入稀硫酸中發生的是析氫腐蝕純鐵片放入稀硫酸中發生的是析氫腐蝕嗎？嗎？(2)你認為在硫酸廠附近的金屬發生的主要是你認為在硫酸廠附近的金屬發生的主要是哪一類腐蝕？哪一類腐蝕？【提示提示】(1)不是析氫腐蝕而是化學腐蝕，不是析氫腐蝕而是化學腐蝕，因為沒有形成原電池。因為

5、沒有形成原電池。(2)硫酸廠附近空氣中的二氧化硫的含量比其硫酸廠附近空氣中的二氧化硫的含量比其他地方的高，導致金屬接觸到的溶液酸性較他地方的高，導致金屬接觸到的溶液酸性較強，若發生電化學腐蝕應是析氫腐蝕。強，若發生電化學腐蝕應是析氫腐蝕。三、金屬的電化學防護三、金屬的電化學防護1犧牲陽極的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法(1)應用應用_原理，讓被保護金屬作原理，讓被保護金屬作_，另找一種活潑性較強的金屬作另找一種活潑性較強的金屬作_。(2)如在被保護的鋼鐵設備上如在被保護的鋼鐵設備上(如船舶的外殼如船舶的外殼)裝上若干鋅塊，鋅比鐵活潑，作為原電池的裝上若干鋅塊，鋅比鐵活潑，作為原電池的_，不斷遭

6、受腐蝕，定期予以拆換；作，不斷遭受腐蝕，定期予以拆換；作為為_的鋼鐵設備就被保護了下來。的鋼鐵設備就被保護了下來。原電池原電池正極正極負極負極負極負極正極正極2外加電流的陰極保護法外加電流的陰極保護法利用利用_原理，把被保護的鋼鐵設備作為原理，把被保護的鋼鐵設備作為_極，用惰性電極作為輔助極，用惰性電極作為輔助_極。在電極。在電解質溶液里，接外加直流電源。通電后，大解質溶液里，接外加直流電源。通電后，大量電子被強制流向被保護的鋼鐵設備，從而量電子被強制流向被保護的鋼鐵設備，從而起到保護作用。起到保護作用。電解電解陰陰陽陽思考感悟思考感悟2(1)金屬鋁比金屬鐵還要活潑，但鋁卻經久金屬鋁比金屬鐵還

7、要活潑，但鋁卻經久耐用，這是為什么？耐用，這是為什么？(2)電化學防護的實質是什么？電化學防護的實質是什么？【提示提示】(1)金屬鋁在空氣中很容易被氧化，金屬鋁在空氣中很容易被氧化，但生成的氧化物薄膜非常致密，可以阻止鋁但生成的氧化物薄膜非常致密，可以阻止鋁進一步被氧化。進一步被氧化。(2)電化學防護的實質是把被保護的金屬作原電化學防護的實質是把被保護的金屬作原電池的正極或電解池的陰極，不參與電極反電池的正極或電解池的陰極，不參與電極反應，從而不被氧化。應，從而不被氧化。1有關金屬腐蝕的論述，正確的是有關金屬腐蝕的論述，正確的是()A金屬的腐蝕一定伴有電流產生金屬的腐蝕一定伴有電流產生BFe在

8、干燥的氯氣里比在潮濕的空氣里更易在干燥的氯氣里比在潮濕的空氣里更易被腐蝕被腐蝕C發生化學能轉變為電能的腐蝕時較活潑的發生化學能轉變為電能的腐蝕時較活潑的金屬總是作正極而被腐蝕金屬總是作正極而被腐蝕D發生電化學腐蝕時都有能量的轉變，且被發生電化學腐蝕時都有能量的轉變，且被腐蝕的金屬總是失電子腐蝕的金屬總是失電子解析：解析：選選D。金屬的腐蝕可分為化學腐蝕和電。金屬的腐蝕可分為化學腐蝕和電化學腐蝕，化學腐蝕是金屬直接與氧化劑反化學腐蝕，化學腐蝕是金屬直接與氧化劑反應，電子直接轉移給氧化劑，無電流產生；應，電子直接轉移給氧化劑，無電流產生；而電化學腐蝕是最普遍的金屬腐蝕，其原理而電化學腐蝕是最普遍的

9、金屬腐蝕，其原理與原電池原理一致。與原電池原理一致。解析：解析：選選B。鍍鋅的鐵。鍍鋅的鐵(白口鐵白口鐵)構成原電池時構成原電池時鋅為負極，鐵為正極，鐵被保護；鍍錫的鐵鋅為負極，鐵為正極，鐵被保護；鍍錫的鐵(馬口鐵馬口鐵)構成原電池鐵作負極，錫作正極，鐵構成原電池鐵作負極，錫作正極，鐵失電子加速了鐵的腐蝕。失電子加速了鐵的腐蝕。3(2011年河北廊坊高二檢測年河北廊坊高二檢測)下列各種方法下列各種方法中：金屬表面涂抹油漆改變金屬的內中：金屬表面涂抹油漆改變金屬的內部結構保持金屬表面清潔干燥在金部結構保持金屬表面清潔干燥在金屬表面進行電鍍使金屬表面形成致密的屬表面進行電鍍使金屬表面形成致密的氧化

10、物薄膜。能對金屬腐蝕起到防止或減緩氧化物薄膜。能對金屬腐蝕起到防止或減緩作用的措施是作用的措施是()ABC D全部全部解析：解析：選選D。題目中各措施都符合金屬腐蝕防。題目中各措施都符合金屬腐蝕防護的基本思路。護的基本思路。課堂互動講練課堂互動講練化學腐蝕與電化學腐蝕比較化學腐蝕與電化學腐蝕比較 (2011年湖北武漢調研年湖北武漢調研)下列有關金屬腐下列有關金屬腐蝕的說法中正確的是蝕的說法中正確的是()A金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質溶金屬腐蝕指不純金屬與接觸到的電解質溶液進行化學反應而損耗的過程液進行化學反應而損耗的過程B電化學腐蝕指在外加電流的作用下不純金電化學腐蝕指在外加電流的作用下

11、不純金屬發生化學反應而損耗的過程屬發生化學反應而損耗的過程C鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，負極吸收鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，負極吸收氧氣，產物最終轉化為鐵銹氧氣，產物最終轉化為鐵銹D金屬的電化學腐蝕和化學腐蝕本質相同，金屬的電化學腐蝕和化學腐蝕本質相同，但電化學腐蝕伴有電流產生但電化學腐蝕伴有電流產生【解析解析】金屬腐蝕的本質，主要是金屬原金屬腐蝕的本質，主要是金屬原子失電子被氧化，腐蝕的內因是金屬的化學子失電子被氧化，腐蝕的內因是金屬的化學性質比較活潑，外因是金屬與空氣、水和其性質比較活潑，外因是金屬與空氣、水和其他腐蝕性的物質接觸，腐蝕主要包括化學腐他腐蝕性的物質接觸，腐蝕主要包括化學腐蝕

12、和電化學腐蝕，所以蝕和電化學腐蝕，所以A錯誤；電化學腐蝕指錯誤；電化學腐蝕指不純金屬發生化學反應而損耗的過程，不需不純金屬發生化學反應而損耗的過程，不需要通過電流，所以要通過電流，所以B錯誤；鋼鐵腐蝕最普遍的錯誤；鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕，正極吸收氧氣，而不是負極吸是吸氧腐蝕，正極吸收氧氣，而不是負極吸收氧氣，所以收氧氣，所以C錯誤；只有選項錯誤；只有選項D正確。正確。【答案答案】D【規律方法規律方法】金屬腐蝕類型的判斷金屬腐蝕類型的判斷判斷金屬的腐蝕類型要從本質入手，化學腐判斷金屬的腐蝕類型要從本質入手，化學腐蝕和電化學腐蝕的本質區別在于是否發生原蝕和電化學腐蝕的本質區別在于是否發生原電池

13、反應。電化學腐蝕中，只有在金屬活動電池反應。電化學腐蝕中，只有在金屬活動性順序中位于氫前面的金屬才可能發生析氫性順序中位于氫前面的金屬才可能發生析氫腐蝕，而位于氫之后的金屬只能發生吸氧腐腐蝕，而位于氫之后的金屬只能發生吸氧腐蝕，吸氧腐蝕比析氫腐蝕更為普遍。蝕，吸氧腐蝕比析氫腐蝕更為普遍。變式訓練變式訓練1銅制品上的鋁質鉚釘，在潮濕的銅制品上的鋁質鉚釘，在潮濕的空氣中易腐蝕的主要原因可描述為空氣中易腐蝕的主要原因可描述為()A形成原電池，鋁作負極形成原電池，鋁作負極B形成原電池，銅作負極形成原電池，銅作負極C形成原電池時，電流由鋁流向銅形成原電池時，電流由鋁流向銅D鋁質鉚釘發生了化學腐蝕鋁質鉚釘

14、發生了化學腐蝕解析：解析：選選A。電化學腐蝕與化學腐蝕的本質區。電化學腐蝕與化學腐蝕的本質區別在于是否發生原電池反應。金屬鋁發生的別在于是否發生原電池反應。金屬鋁發生的是電化學腐蝕，鋁比銅活潑，故金屬鋁是負是電化學腐蝕，鋁比銅活潑，故金屬鋁是負極；電流的流動方向與電子的流動方向恰好極；電流的流動方向與電子的流動方向恰好相反，應是由銅流向鋁。相反，應是由銅流向鋁。金屬腐蝕快慢的判斷以及金屬的防護金屬腐蝕快慢的判斷以及金屬的防護1金屬腐蝕快慢的判斷方法金屬腐蝕快慢的判斷方法(1)在同一電解質溶液中：電解原理引起的腐在同一電解質溶液中：電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學腐蝕有蝕原電池原理引起

15、的腐蝕化學腐蝕有防護措施的腐蝕。防護措施的腐蝕。(2)同一種金屬在不同介質中腐蝕由快到慢的同一種金屬在不同介質中腐蝕由快到慢的順序為：強電解質溶液弱電解質溶液非順序為：強電解質溶液弱電解質溶液非電解質溶液。電解質溶液。(3)有無保護措施的：無保護措施的金屬腐蝕有無保護措施的：無保護措施的金屬腐蝕有一定保護措施的金屬腐蝕犧牲陽極的陰極有一定保護措施的金屬腐蝕犧牲陽極的陰極金屬的腐蝕有外接電源的陰極金屬腐蝕。金屬的腐蝕有外接電源的陰極金屬腐蝕。(4)對同一種電解質溶液來說，電解質溶液濃度對同一種電解質溶液來說，電解質溶液濃度越大，腐蝕越快。越大，腐蝕越快。2金屬腐蝕的防護方法金屬腐蝕的防護方法(1

16、)改變金屬的內部結構改變金屬的內部結構例如：把鉻、鎳等加入普通鋼里制成的不銹鋼，例如：把鉻、鎳等加入普通鋼里制成的不銹鋼，就大大地增加了鋼鐵對各種侵蝕的抵抗力。就大大地增加了鋼鐵對各種侵蝕的抵抗力。(2)在金屬表面覆蓋保護層在金屬表面覆蓋保護層在金屬表面覆蓋致密的保護層，從而使金屬在金屬表面覆蓋致密的保護層，從而使金屬制品跟周圍物質隔離開來，這是一種普遍采制品跟周圍物質隔離開來，這是一種普遍采用的防護方法。用的防護方法。以鋼鐵的防護為例，根據保護層成分的不同，以鋼鐵的防護為例，根據保護層成分的不同，可分為如下幾種：可分為如下幾種：在鋼鐵表面涂礦物性油脂、油漆或覆蓋搪在鋼鐵表面涂礦物性油脂、油漆

17、或覆蓋搪瓷、塑料等物質。例如，船身、車廂、水桶瓷、塑料等物質。例如，船身、車廂、水桶等常涂油漆；汽車外殼常噴漆，槍炮、機器等常涂油漆；汽車外殼常噴漆，槍炮、機器常涂礦物性油脂等。常涂礦物性油脂等。用電鍍、熱鍍、噴鍍的方法，在鋼鐵表面鍍用電鍍、熱鍍、噴鍍的方法，在鋼鐵表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬，如鋅、錫、鉻、鎳上一層不易被腐蝕的金屬，如鋅、錫、鉻、鎳等。例如，常用的白鐵皮就是在薄鋼板的表面等。例如，常用的白鐵皮就是在薄鋼板的表面熱鍍上一層鋅；自行車鋼圈就是用電鍍的方法熱鍍上一層鋅；自行車鋼圈就是用電鍍的方法鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的鉻或鎳。鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的鉻或鎳。用化學方法使鋼鐵表面生成

18、一層致密而穩定用化學方法使鋼鐵表面生成一層致密而穩定的氧化膜。例如，工業上常借一些溶液的氧化的氧化膜。例如，工業上常借一些溶液的氧化作用，在機器零件、精密儀器、槍炮等鋼鐵制作用，在機器零件、精密儀器、槍炮等鋼鐵制件的表面上形成一層致密的黑色的四氧化三鐵件的表面上形成一層致密的黑色的四氧化三鐵薄膜。薄膜。(3)電化學保護法電化學保護法犧牲陽極的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法將還原性較強的金屬作為保護極與被保護金將還原性較強的金屬作為保護極與被保護金屬相連構成原電池，還原性較強的金屬將作屬相連構成原電池，還原性較強的金屬將作為負極發生氧化反應而被損耗，被保護金屬為負極發生氧化反應而被損耗，被保護金

19、屬作為正極就可以避免被腐蝕。這種保護法犧作為正極就可以避免被腐蝕。這種保護法犧牲了陽牲了陽(負負)極保護了陰極保護了陰(正正)極。極。外加電流的陰極保護法外加電流的陰極保護法將被保護金屬與外加直流電源的負極相連讓將被保護金屬與外加直流電源的負極相連讓其成為陰極，而將外加直流電源的正極接到其成為陰極，而將外加直流電源的正極接到惰性電極上，讓其成為陽極。惰性電極上，讓其成為陽極。 美籍華裔化學家錢永健是諾貝爾化學獎美籍華裔化學家錢永健是諾貝爾化學獎獲得者。少年時代，他就對化學產生了濃厚的獲得者。少年時代，他就對化學產生了濃厚的興趣。興趣。16歲時，他憑借一個金屬易受硫氰酸鹽歲時，他憑借一個金屬易受

20、硫氰酸鹽腐蝕的調查項目，榮獲具有腐蝕的調查項目，榮獲具有“少年諾貝爾獎少年諾貝爾獎”之稱的著名獎項。下列說法正確的是之稱的著名獎項。下列說法正確的是()A金屬腐蝕就是金屬原子失去電子被還原的金屬腐蝕就是金屬原子失去電子被還原的過程過程B合金都比純金屬易被腐蝕合金都比純金屬易被腐蝕C將金屬與外加直流電源的負極相連，而將將金屬與外加直流電源的負極相連，而將正極接到廢鐵上，可以防止金屬被腐蝕正極接到廢鐵上，可以防止金屬被腐蝕D鍍鋅鐵比鍍錫鐵更容易被腐蝕鍍鋅鐵比鍍錫鐵更容易被腐蝕【解析解析】金屬腐蝕就是金屬原子失去電子金屬腐蝕就是金屬原子失去電子被氧化的過程，故被氧化的過程，故A錯；鐵中加入鎳比純鐵耐

21、錯；鐵中加入鎳比純鐵耐腐蝕，故腐蝕，故B措；措；C項應用的是外加電流的陰極項應用的是外加電流的陰極保護法，故正確；鍍鋅鐵破損后，保護法，故正確；鍍鋅鐵破損后，Zn作負極，作負極，Fe仍受保護，而鍍錫鐵破損后，鐵作負極，仍受保護，而鍍錫鐵破損后，鐵作負極，被腐蝕，所以被腐蝕，所以D項錯。項錯。【答案答案】C變式訓練變式訓練2(2011年安徽六安調研年安徽六安調研)下列關于金下列關于金屬的防護方法的說法不正確的是屬的防護方法的說法不正確的是(雙選雙選)()A我們使用的快餐杯表面有一層搪瓷，搪瓷我們使用的快餐杯表面有一層搪瓷，搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用B給鐵件通入直流電，把鐵件與電池負極相給鐵件通入直流電，把鐵件與電池負極相連接連接C輪船在船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這輪船在船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陽極的陰極保護法是利用了犧牲陽極的陰極保護法D鋼鐵制造的暖氣管管道外常涂有一層瀝青，鋼鐵制造的暖氣管管道外常涂有一層瀝青，這是鋼鐵的電化學保護法這是鋼鐵的電化學保護法解析：解析：選選AD。A項中涂層破損后金屬鐵直接項中涂層破損后金屬鐵直接暴露在空氣中，搪瓷層已不能再對破損部位暴露在空氣中，搪瓷層已不能再對破損部位形成有效的保護；形成有效的保護；B項中利用的是