第四節金屬的電化學腐蝕與防護第一頁，共三十二頁。鋼鐵生銹金屬的腐蝕在生活中非常普遍第二頁，共三十二頁。銅器生銹銅器表面生成銅綠第三頁，共三十二頁。閱讀：你有何感想？金屬腐蝕我國作為世界上鋼鐵產量最多的國家（2005年全國生產鋼材37117.02萬噸），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%；約合人民幣：3000億元（2005年我國國內生產總值將達15萬億元）。根據調查結果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經濟損失大致為發達國家國民生產總值的2%~4%左右。另據國外統計，金屬腐蝕的年損失遠遠超過水災、火災、風災和地震（平均值）損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導致的停工、減產和爆炸等造成的間接損失。第四頁，共三十二頁。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。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墜毀；橋梁因鋼梁產生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環境污染；管道和設備跑、冒、滴、漏，破壞生產環境，有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會危及工作人員和附近居民的生命安全。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？第五頁，共三十二頁。閱讀課本P84-85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？3、電化學腐蝕可分為哪些種類？它們的區別在哪里？一、金屬的電化學腐蝕第六頁，共三十二頁。一、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+1、什么是金屬腐蝕？其本質是什么？第七頁，共三十二頁。化學腐蝕：(次要)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：(主要)不純的金屬跟電解質溶液接觸時，發生原電池反應而引起的腐蝕。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？第八頁，共三十二頁。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化學腐蝕與電化學腐蝕的比較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，電化學腐蝕更普遍第九頁，共三十二頁。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。第十頁，共三十二頁。鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖鋼鐵在潮濕的空氣中發生的電化學腐蝕的原理：負極（Fe）：

Fe—2e—=Fe2+正極（C）：

2H++2e—=H2↑

析氫腐蝕

或2H2O+O2+4e—=4OH—吸氧腐蝕電化學腐蝕思考：銅能發生析氫腐蝕嗎？第十一頁，共三十二頁。鋼鐵腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕條件電極反應負極Fe(-)正極C(+)總反應聯系水膜呈強酸性水膜呈中性或弱酸性Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2H++2e－=H22H++Fe=Fe2++H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe2O3·nH2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金屬的腐蝕以電化學腐蝕為主，電化學腐蝕又以吸氧腐蝕為主(pH≥5.6時)若pH<5.6時則為析氫腐蝕。電化學腐蝕:第十二頁，共三十二頁。P85實驗4-3：將經過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖具支試管中，觀察導管中水柱變化，并思考引起變化的原因？吸氧腐蝕電化學腐蝕第十三頁，共三十二頁。練：[2014·安徽卷（改編）]下圖的鐵發生了________腐蝕，請在下圖中用箭頭標出發生該腐蝕時電子的流動方向；此時，炭粉表面發生了________(填“氧化”或“還原”)反應，其電極反應式是______________________________。吸氧還原2H2O+O2+4e-=4OH-第十四頁，共三十二頁。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)，反應受到腐蝕。1.犧牲陽極的陰極保護法二、金屬的電化學防護科學探究：P87頁驗證方法：有K3[Fe(CN)6]（鐵氰化鉀）溶液檢驗陰極是否出現沉淀離子方程式：3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2第十五頁，共三十二頁。鋅塊第十六頁，共三十二頁。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。輔助陽極（不溶性）外加電流的陰極保護法示意圖第十七頁，共三十二頁。

你還知道哪些防止金屬腐蝕的方法？請舉例說明。

制成不銹鋼，在金屬表面鍍一層比要保護的金屬耐腐蝕的金屬。

采用噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等其他方法使金屬與空氣、水等物質隔離，以防止金屬腐蝕第十八頁，共三十二頁。烤藍涂機油烤漆涂凡士林鍍鋅鍍鉻[思考與交流]你知道自行車的金屬部件采用了什么樣的防護措施嗎?鍍鋅鎳第十九頁，共三十二頁。金屬腐蝕的快慢程度：電解池的陽極＞原電池的負極＞化學腐蝕＞原電池的正極＞電解池的陰極海水CFe+—第二十頁，共三十二頁。練：正誤判斷，正確的劃“”，錯誤的劃“×”3、(2015·四川理綜)利用下圖可以觀察鐵的吸氧腐蝕（）1、(2015·福建理綜)驗證鐵的吸氧腐蝕，可以將鐵釘放入試管中，用鹽酸浸沒(

)2、(2015·江蘇)鋼鐵水閘可用犧牲陽極或外加電流的陰極保護法防止其腐蝕(

) ×√√第二十一頁，共三十二頁。1.鋼鐵銹蝕過程中可能發生的變化是()①Fe由單質轉化為+2價；②Fe由+2價轉化為+3價；③產生氫氣；④產生氧氣；⑤雜質C被氧化除去；⑥Fe（OH）3失水變成Fe2O3·3H2O.

A.①②③⑥

B.①③④

C.只有①③

D.全部A課堂練習第二十二頁，共三十二頁。2．(2012·高考山東卷)下列與金屬腐蝕有關的說法正確的是(

)A．圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴重B．圖b中，開關由M改置于N時，Cu-Zn合金的腐蝕速率減小C．圖c中，接通開關時Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大D．圖d中，Zn-MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的B第二十三頁，共三十二頁。3．(2012·高考海南卷)下列敘述錯誤的是(

)A．生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱B．用錫焊接的鐵質器件，焊接處易生銹C．在鐵制品上鍍銅時，鍍件為陽極，銅鹽為電鍍液D．鐵管上鑲嵌鋅塊，鐵管不易被腐蝕C4．相同材質的鐵在下圖中各種情形下最不易被腐蝕的是(

)C第二十四頁，共三十二頁。5.[2015·重慶理綜，11(5)]如圖為青銅器在潮濕環境中發生電化學腐蝕的原理示意圖。(1)腐蝕過程中，負極是________(填圖中字母“a”或“b”或“c”)；(2)環境中的Cl－擴散到孔口，并與正極反應產物和負極反應產物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，其離子方程式為：____________________________________；2Cu2＋＋3OH－＋Cl－

=Cu2(OH)3Cl↓c第二十五頁，共三十二頁。6.下列與金屬腐蝕有關的說法，正確的是(

)CA.圖1中，鐵釘易被腐蝕B.圖2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，沒有藍色沉淀出現C.圖3中，燃氣灶的中心部位容易生銹，主要是由于高溫下鐵發生化學腐蝕D.圖4中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當于原電池的正極第二十六頁，共三十二頁。7.一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關系如下表。下列說法錯誤的是(

)A.當pH＜4時，碳鋼主要發生析氫腐蝕B.當pH＞6時，碳鋼主要發生吸氧腐蝕C.當pH＞14時，正極反應為O2

＋4H＋＋4e－=2H2OD.在煮沸除氧氣后的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會減緩C第二十七頁，共三十二頁。8.利用下圖裝置進行實驗，開始時，a、b兩處液面相平，密封好，放置一段時間。下列說法不正確的是(

)A.a管發生吸氧腐蝕，b管發生析氫腐蝕B.一段時間后，a管液面高于b管液面C.a處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小D.a、b兩處具有相同的電極反應式：

Fe－2e－=Fe2＋C第二十八頁，共三十二頁。9．為研究金屬腐蝕的條件和速率，某課外小組學生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在圖示的三個裝置中，再放置于玻璃鐘罩里保存一星期后，下列對實驗結束時現象描述不正確的是(

)A．裝置Ⅰ左側的液面一定會上升B．左側液面裝置Ⅰ比裝置Ⅱ的低C．裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴重D．裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎不被腐蝕B第二十九頁，共三十二頁。10.（雙選）為保護地下鋼管不被腐蝕，可采用的方法是()A、與直流電源負極相連接B、與直流電源的正極相連接C、與銅板相連接D、與鋅板相連接AD7.以下現象與電化學腐蝕無關的是（）A.黃銅(銅鋅合金