1、鋼鐵生銹金屬的腐蝕在生活中非常普遍銅器生銹銅器表面生成銅綠金屬的電化學腐蝕與防護第四章 電化學基礎第一課時 我國作為世界上鋼鐵產量最多的國家，每年被腐蝕的鐵占到我國鋼鐵年產量的十分之一，因為金屬腐蝕而造成的損失占到國內生產總值的2%4%。金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴重的是金屬制品結構損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量。腐蝕不僅造成經濟損失，也經常對安全構成威脅。 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，鐵怎么會被腐蝕？怎樣防腐？閱讀課本回答以下問題：1.什么是金屬腐蝕？其本質是什么？2.金屬的腐蝕可分為化學腐蝕和電化學腐蝕，兩者有何不同？金屬的電化學腐蝕

2、交流研討金屬的腐蝕金屬與周圍的氣體或液體物質發生氧化還原反應而引起損耗的現象。其本質是金屬原子失去電子被氧化的過程。M - ne- Mn+化學腐蝕金屬跟接觸到的干燥氣體（如O2、Cl2、SO2等）或非電解質液體（如石油）等直接發生化學反應而引起的腐蝕。電化學腐蝕不純的金屬或合金與電解質溶液接觸時，會發生原電池反應，比較活潑的金屬失電子被氧化而消耗的過程叫做金屬的電化學腐蝕。8nZ4OS2HFeCl3FeCuFeFeCl3ZnFeH2SO4溶液化學腐蝕電化學腐蝕Zn腐蝕速率： Fe腐蝕速率： 化學腐蝕電化學腐蝕條件現象本質影響因素聯系金屬跟干燥氣體或非電解質液體直接接觸不純金屬或合金跟電解質溶液

3、接觸無電流產生有微弱電流產生金屬被氧化較活潑金屬被氧化與接觸物質的氧化性及溫度有關與電解質溶液的酸堿性及金屬活性有關兩者往往同時發生，電化學腐蝕更普遍化學腐蝕與電化學腐蝕的區別鋼鐵在干燥的空氣里長時間不易被腐蝕,但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕,這是什么原因呢?在潮濕的空氣里,鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等氣體，這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質溶液的薄膜,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構成無數微小的原電池。11負極： Fe - 2e- = Fe2+正極： 2H+ 2e- =H2請寫出下列電極方程式？A鋼鐵的析氫腐蝕示意圖總反應： 2H+ Fe =Fe2+ +H2條件：酸性環境

4、鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖H2O溶液反應： Fe2+ 2OH- =Fe(OH)24Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n) H2O正極： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-A負極： Fe - 2e- = Fe2+總反應: 2Fe +O2 + 2H2O =2Fe(OH)2 條件：中性或酸性極弱環境將用酸洗除銹的鐵釘，在飽和食鹽水浸泡后放在如圖所示的裝置中，幾分鐘后觀察導管中水柱的變化實驗現象：幾分鐘后,裝置中的導管中水柱上升說明裝置中有氣體參加反應。結論：交流研討析氫腐蝕吸氧腐蝕條件電極反應負極(Fe)正極(C)總反應進一步反

5、應聯系水膜呈酸性水膜呈弱酸性或呈中性2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3nH2O通常兩種腐蝕同時存在,但以吸氧腐蝕為主Fe-2e- = Fe2+2Fe-4e- = 2Fe2+2H+ + 2e- =H2O2+4e-+2H2O=4OH-Fe+2H+=Fe2+H2討論鑒于金屬發生腐蝕的原因，我們可以從哪些 方面設想解決問題的思路 ？思路一：直接隔離 即可選用適當的材料使金屬與空氣或其他腐蝕性試劑隔離開，以阻止金屬的腐蝕。 1、給金屬穿上“保護膜” 例如：噴涂漆；涂油脂；表面鈍化；電鍍(在鋼鐵表面形成鉻等耐腐蝕性較強的金屬鍍層)等。二、金

6、屬的防護思路二：改變本質 即改變金屬的內部組成結構，使其具有較強的抗腐蝕性能。 2、加入其他金屬改變其組成 在鋼鐵中加入一定比例的鉻和鎳（如14%8%Cr，7%9%Ni），改變鋼鐵內部的組成和結構，可極大程度地提高鋼鐵抗腐蝕性能，這就是常見的“不銹鋼”(合金)。 思路三：因勢利導 電化學腐蝕還是用電化學方法來解決，不回避金屬與氧化劑的直接接觸，采用還原性更強的物質或其他替代方式來滿足氧化劑對電子的需求，從而保護主體金屬構件免受腐蝕。 3、電化學防護法重點掌握犧牲陽極的陰極保護法外加直流電源的陰極保護法原理：形成原電池時，讓被保護金屬作正極(陰極)，不反應受到保護；而活潑金屬作負極(陽極)，反應

7、受到腐蝕。1.犧牲陽極的陰極保護法金屬的電化學防護 犧牲陽極的陰極保護法輔助陽極（不溶性）2.外加電流的陰極保護法 將被保護的鋼鐵設備（如鋼閘門）做陰極，用惰性電極做輔助陽極，在外加直流電作用下，電子被迫流向被保護的鋼鐵設備，使鋼鐵表面的腐蝕電流降至零或接近等于零。金屬的電化學防護 在同一電解質溶液中防腐措施由好到壞的順序如下：外接電源的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法有一般防腐條件保護無防腐條件 下列各情況下，其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是 。(5)(2) (1)(3)(4)學以致用金屬腐蝕快慢的判斷(1)與構成微電池兩極的材料有關。兩極材料的活動性差別越大，氧化還原反應的速率越 ，活潑金屬被腐蝕的速度越 。(2) 電解原理引起的腐蝕 原電池原理引起的腐蝕 化學腐蝕 有防腐措施的腐蝕。(3)同一種金屬的腐蝕：在強電解質中_ 弱電解質中 非電解質中。(4)一般說來：原電池原理引起的腐蝕 化學腐蝕 有防腐措施的腐蝕。快快歸納總結1、如圖, 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