幻灯片 1第四节 金属的电化学腐蚀与防护
沂水一中 秦军
第四章 电化学基础
金属的腐蚀与防护
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幻灯片 2学习目标：
1．了解金属腐蚀及其危害。
2．了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。
3．了解金属防护的一般方法，特别是电化
学防护的方法。
重点：电化学腐蚀类型
难点：理解电化学原理
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幻灯片 3金属的腐蚀在生活中非常普遍
钢铁生锈：Fe2O3
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幻灯片 4铜器生锈:Cu2（OH）2CO3
铜锈又称为铜绿
铜器表面生成铜绿
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幻灯片 5一、金属的腐蚀
1、什么是金属腐蚀？
指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
2、金属腐蚀的本质是什么?
是金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）。
M - ne- = Mn+
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幻灯片 63、金属腐蚀的类型有哪些？
金属跟接触到的干燥气体（如SO2、Cl2、O2等）或非电解质溶液（石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
不纯的金属与电解质溶液接触时，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化。
化学腐蚀：
电化学腐蚀：
——根据与金属接触的介质不同
两种腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大
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幻灯片 7升温可加快金属腐蚀
化学腐蚀：
家用燃气灶的中心部位很容易生锈
食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈
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幻灯片 8电化学腐蚀：海边的铁制品比较容易生锈。
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幻灯片 9电化学腐蚀
〖讨论〗为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，
而在潮湿的空气中却易生锈？
铁钉被腐蚀的条件：水或电解质溶液，空气或氧气
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幻灯片 10钢铁腐蚀
水膜呈强酸性
水膜呈中性或弱酸性
Fe-2e-=Fe2+
2Fe-4e-=2Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH-
2H++2e-=H2↑
2H++Fe=Fe2++H2
2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
铁锈：Fe2O3 · xH2O
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
金属的腐蚀以电化腐蚀为主，
电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主
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幻灯片 11金属与接触
物直接反应
不纯金属或合金与电解质溶液形成原电池
无电流产生
有电流产生
金属被腐蚀
较活泼金属被腐蚀
化学腐蚀与电化学腐蚀比较
电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多，腐蚀速度也快很多
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幻灯片 12〖讨论〗鉴于金属发生腐蚀的原因，我们可以从哪些
方面设想解决问题的思路 ？
思路一：直接隔离
即可选用适当的材料使金属与空气或其他腐蚀性试剂隔离开，以阻止金属的腐蚀。
1、给金属穿上“保护膜”
例如：①喷涂漆；②涂油脂；③表面钝化；④电镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层)等。
二、金属的防护
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幻灯片 13思路二：改变本质
即改变金属的内部组成结构，使其具有较强的抗腐蚀性能。
2、加入其他金属改变其组成
在钢铁中加入一定比例的铬和镍（如14%～8%Cr，7%～9%Ni），改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”(合金)。
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幻灯片 14思路三：因势利导
电化学腐蚀还是用电化学方法来解决，不回避金属与氧化剂的直接接触，采用还原性更强的物质或其他替代方式来满足氧化剂对电子的需求，从而保护主体金属构件免受腐蚀。
3、电化学防护法——重点掌握
牺牲阳极的阴极保护法
外加直流电源的阴极保护法
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幻灯片 15牺牲阳极的阴极保护法：
形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属做负极反应受到腐蚀。
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幻灯片 16外加电流的阴极保护法：
将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极，用惰性电极做辅助阳极，在外加直流电作用下，电子直接流向被保护的钢铁设备。
外加电流的阴极保护法示意图
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幻灯片 17自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?
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幻灯片 181.埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下被腐蚀速率最慢的是 ( )
A．在潮湿疏松的土壤中；
B．在含铁元素较多的酸性土壤中；
C．在干燥致密不透气的土壤中；
D．在含碳较多的潮湿透气的中性土壤
C
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幻灯片 192.下列现象与电化学腐蚀无关的是（ ）
A．黄铜（铜和锌混合物）制作的铜锣不易产生铜绿
B．生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈
C．铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈
D．银质奖章久置表面变暗
D
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幻灯片 20若液面上升，则溶液呈 ，
发生 腐蚀,电极反应式为：
负极：
正极：
3.如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置
数天观察：
(2)若液面下降，则溶液呈 ，
发生 腐蚀，电极反应式为：
负极：
正极：
弱酸性或中性
吸氧
2Fe －4e－＝2Fe2+
O2+2H2O+4e－＝4OH－
较强酸性
析氢
Fe － 2e－＝Fe2+
2H++2e－＝H2↑
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幻灯片 214.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是：
。
(5)>(2)>(1)>(3)>(4)
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幻灯片 22规律小结：
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：
防腐措施由好到坏的顺序如下：
电解原理引起的阳极腐蚀＞原电池原理引起的负极腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀
外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件
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幻灯片 23课堂小结：金属的电化学腐蚀与防护
一、金属的电化学腐蚀
1. 金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体
发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
①金属腐蚀的本质：M – n e- → M n+（氧化反应）
②金属腐蚀的类型：化学腐蚀——直接反应
电化学腐蚀——原电池反应
2. 电化学腐蚀(析氢腐蚀和吸氧腐蚀)
⑴ 吸氧腐蚀：中性或酸性很弱条件下
负极：2Fe - 4e- = 2Fe2+
正极：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
电池反应：2Fe+ O2 +2 H2O =2Fe(OH)2
⑵ 析氢腐蚀：当钢铁处于酸性环境中
负极：Fe - 2e- = Fe2+
正极：2H+ + 2e- =H2↑
电池反应：Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑
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幻灯片 24二、金属的电化学防护
1. 牺牲阳极的阴极保护法（原电池原理）
2. 外加电流的阴极保护法（电解池原理）
3. 金属防护的几种重要方法
①在金属表面覆盖保护层。
②改变金属内部的组成结构，制成合金。
③电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。
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