第三章:探究生活材料

第2節:金屬的腐蝕和防護

學苑新報·化學天地鐵銹斑斑,讓人心酸;導入：銅器表面生成一層薄薄的銅綠[銅綠的主要成分是Cu2(OH)2CO3]鋼鐵生銹,大橋斷裂！金屬腐蝕的危害,驚心動魄據有關專家介紹，全球每一分鐘就有1噸鋼腐蝕成鐵銹，目前我國由于金屬材料的腐蝕損失每年大約5000億元人民幣，約占我國國民生產總值的6%左右。第二節金屬的腐蝕與防護一、金屬的腐蝕指金屬或合金與四周接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程。1、定義：2、本質：金屬失去電子被氧化M-ne-=Mn+3、分類：化學腐蝕電化學腐蝕依據接觸的介質和反應原理可分為

金屬跟接觸到的物質（如O2、CI2、SO2等）干脆發生化學反應而引起的腐蝕

定義：影響因素：金屬的活潑性環境的溫度氧化劑濃度等化學腐蝕原理：氧化還原反應例如：鐵與氯氣干脆反應而被腐蝕鋼管被原油中的含硫化合物腐蝕左邊家用燃氣灶的中心部位很簡潔生銹，而右邊的食品罐頭放在南極90多年了，卻很少生銹升溫可加快金屬腐蝕溫度對化學腐蝕的影響：

升溫加快金屬腐蝕降溫減慢金屬腐蝕不同條件下鐵釘的銹蝕科學探究:實驗方案植物油CaCl2固體NaCl溶液CH3COOH溶液煮沸后迅速冷卻的蒸溜水上層植物油，下層煮沸后迅速冷卻的蒸溜水記錄無現象無現象鐵丁漸漸生銹有氣體產生，反應速度快相當長時間，鐵丁未被腐蝕無現象結論由于無氧和水，鐵釘不被腐蝕由于無水，鐵釘不被腐蝕鐵釘被腐蝕鐵釘被腐蝕最快由于無氧，較長時間鐵釘不被腐蝕由于無氧，鐵釘不被腐蝕總結：鐵釘遇到強酸或有O2、H2O存在的條件下，均可被腐蝕。遇到電解質時，一般腐蝕速度更快。電化學腐蝕定義：不純的金屬（或合金）跟電解質溶液接觸時，會發生原電池反應，比較活潑的金屬失去電子而被氧化。原理：原電池反應本質：氧化還原反應例如：鋼鐵在潮濕的空氣中被腐蝕復習：原電池反應原理1.有電解質溶液2.有活潑性不同的兩種金屬（或其中一種是非金屬）3.閉合電路電極推斷：比較活潑的一極是負極比較不活潑的是正極條件鋼鐵的腐蝕為什么鋼鐵在潮濕的空氣中更簡潔腐蝕？緣由：空氣中溶解CO2的水分酸性增加（形成電解質溶液）Fe和C構成原電池的兩極Fe：負C：正形成了原電池加快金屬的腐蝕

負極:Fe–2e-=Fe2+正極:2H++2e-=H2↑

電極反應：電解質溶液呈弱酸性、中性、堿性時：負極:Fe–2e-=Fe2+正極:2H2O+O2+4

e-=4OH–

(1)吸氧腐蝕電解質溶液呈較強酸性時(2)析氫腐蝕化學腐蝕與電化學腐蝕的比較化學腐蝕電化學腐蝕條件現象本質相互聯系金屬跟氧化性物質干脆接觸不純金屬或合金跟電解質溶液及氧化劑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兩者往往同時發生，電化腐蝕更普遍留意：（1）電化腐蝕是通過構成多數微小的原電池而發生的，作為負極的較活潑金屬將不斷被腐蝕。而不活潑的金屬（或非金屬或其它雜質）則被愛護。（2）電化學腐蝕，只有當金屬跟電解質溶液接觸時，才會發生，并伴有微電流產生。（3）升溫、原電池反應都可加快金屬腐蝕海邊的鐵制品比較簡潔生銹，為什么？1、請你預料一下，鐵在月球上會不會生銹？為什么？月球上沒有空氣（目前尚不確定是否存在水），所以鐵在月球上不會生銹2、在新疆吐魯番和海南省兩地，哪個地區鐵生銹相對慢一些？為什么？新疆吐魯番空氣干燥，鐵生銹相對慢一些答案二、金屬的防護1、影響金屬腐蝕的因素

①本性金屬越活潑，就越簡潔失去電子而被腐蝕，假如金屬中能導電的雜質不如該金屬活潑，則簡潔形成原電池而使金屬發生電化學腐蝕。

②介質金屬在潮濕的空氣中、接觸腐蝕性氣體或電解質溶液，都簡潔被腐蝕。

2、金屬防護的常用方法——解除造成腐蝕的因素（1）在金屬表面覆蓋愛護層，如：涂油漆、鍍Zn、鍍Sn、鍍Cr等,或制成氧化膜。（2）在要愛護的金屬上連接一種比該金屬更易失去電子的金屬。（3）變更金屬的內部組織結構，如：將鋼鐵制成不銹鋼。

自行車如何防生銹？

為了防止自行車的金屬構件生銹，主要實行在金屬構件的表面上加防護層的方法。例如：在鏈條和齒輪上涂機油，在車架和擋泥板上烤一層漆，將車座彈簧用一層“烤藍”（Fe3O4愛護層）愛護，將車把、鋼圈和車輻條進行電鍍（車把、鋼圈一般接受三層電鍍：底層鍍銅，中間鍍鎳，表層鍍鉻，車輻條表面一般鍍鋅），等等。此外，用不銹鋼制作車輻條，用鋁合金代替鋼鐵制作一些構件也是防止自行車的金屬構件生銹的常用方法。健身器材如何防銹？刷油漆衣架和電線如何防銹？外面包上一層塑料層某些工具的“機械傳動部位”，能用油漆來防銹嗎？不能用油漆來防銹，而是選用油脂應選用什么呢？船身如何防腐蝕的？用犧牲鋅塊的方法來愛護船身上裝鋅塊如何防止地下鋼鐵管道的腐蝕？用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊要定期更換1、給你一塊鐵，請你設法對它進行防護思考與交流（1）保持表面干燥

（2）涂油、漆

（3）鍍鋅（白鐵桶）

（4）鍍錫（馬口鐵）

（5）合金

2、假如你是設計師，正支配用鋼材在杭州西湖內建立能運用20年左右的一座大橋，有三種防銹措施供選擇，你優先選擇哪種方法？各種方法有什么優、缺點？（1）涂上油漆（2）運用鍍鉻的鋼（3）運用不銹鋼方法（1）的優點是成本較高，缺點是油漆層簡潔脫落，愛護作用一般，不太適合大橋要運用多年的要求，而且也不適合在風景區運用。方法（2）的優點是愛護作用優良，外表美觀，適合在風景區運用。方法（3）的優點是愛護作用優良，外表美觀，但成本較高，應酌情考慮。練習1．下列方法可用于金屬防護的是（）①原電池反應②涂油漆③電鍍④置于干燥環境A．①③④B．①②③C．②③④D．全部D2．有關金屬腐蝕的論述，正確的是（）A．金屬的腐蝕確定伴有電流產生B．Fe在干燥的氯氣里比在潮濕的空氣里更易被腐蝕C．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D．發生電化腐蝕時都有能量的轉變，且被腐蝕的金屬總是失電子D3、如圖,水槽中試管內有一枚鐵釘，放置數天視察：

若液面下降，則溶液呈________性，發生_________腐蝕，電極反應式為：負極：__________________________，正極：_________________________________

（1）（2）若液面上升，則溶液呈____________性，發生________腐蝕,電極反應式為：負極：________________