第四章

化學反應與電能第三節(jié)

金屬的防護與腐蝕

金屬的腐蝕在生活中非常普遍【閱讀課本】P111-112回答以下問題：1.什么是金屬腐蝕？其本質(zhì)是什么？2.金屬的腐蝕可分為哪兩類，兩者有何不同？一、金屬的電化學腐蝕金屬腐蝕是金屬或合金與周圍的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應而引起損耗的現(xiàn)象實質(zhì)：金屬M-ne-→Mn+（氧化反應）化學腐蝕電化學腐蝕金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)（O2、SO2、Cl2）直接反應而引起的腐蝕不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時發(fā)生原電池反應，比較活潑的金屬發(fā)生氧化還原反應而被腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)影響因素聯(lián)系金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)（O2、SO2、Cl2）直接反應不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時發(fā)生原電池反應無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)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(zhì)的氧化性及溫度有關(guān)與電解質(zhì)溶液的酸堿性及金屬活性有關(guān)兩者往往同時發(fā)生，電化學腐蝕更普遍【閱讀課本】P111-112回答以下問題：3.電化學腐蝕(以鋼鐵腐蝕為例)可分為哪些種類？它們的區(qū)別在哪里？一、金屬的電化學腐蝕析氫腐蝕和吸氧腐蝕3、金屬電化學腐蝕的類型(1)析氫腐蝕：A—水膜為較強酸性溶液H前金屬根據(jù)介質(zhì)環(huán)境，既可以發(fā)生析氫也可以發(fā)生吸氧腐蝕；H后金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕【思考】銅能發(fā)生析氫腐蝕嗎？負極(Fe):正極(C):Fe-2e-=Fe2+2H++2e-＝H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑電池總反應：（2）吸氧腐蝕——水膜呈弱酸性或中性溶液Fe-2e-=Fe2+負極(Fe):正極(C):2H2O+O2+4e-＝4OH-

電池總反應：進一步：2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O學以致用

提升關(guān)鍵能力校本P1411.某地下了一場酸雨，在這種環(huán)境中的鐵制品極易被腐蝕。對該條件下鐵制品發(fā)生電化學腐蝕的敘述正確的是

(

)

A【實驗4-3】（1）將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘用飽和食鹽水浸泡一下如下圖所示具支試管中，幾分鐘后，觀察到導管中水柱的變化，解釋引起這種變化的原因?qū)嶒灛F(xiàn)象實驗結(jié)論裝置中鐵、碳和飽和食鹽水構(gòu)成原電池，鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕腐蝕導管中有水柱上升（消耗氣體），鐵釘表面有鐵銹生成裝置中進一步反應：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O（脫水）

鐵銹主要成分Fe2O3·xH2O實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論鹽酸浸泡過的鐵釘裝置中鐵、碳和鹽酸構(gòu)成原電池，鐵釘發(fā)生析氫腐蝕腐蝕導管中有水柱下降（生成氣體），鐵釘表面有鐵銹生成【實驗4-3】變式：將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘用鹽酸浸泡一下如下圖所示具支試管中，幾分鐘后，觀察到導管中水柱的變化，解釋引起這種變化的原因

C校本P1445.(2023·三明高二月考)鋼鐵很容易因生銹而被腐蝕。

電化學

吸氧實驗現(xiàn)象實驗解釋①試管中產(chǎn)生氣泡速率比②試管中大【實驗4-3】（2）取兩支試管，分別放入兩顆鋅粒和的體積等濃度的稀鹽酸，觀察現(xiàn)象。然后，向一只試管中滴加1~2滴硫酸銅溶液，在觀察現(xiàn)象。解釋產(chǎn)生不同現(xiàn)象的原因。

判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律1、電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞防腐措施的腐蝕2、對同一種金屬來說，腐蝕的快慢：3、活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，腐蝕越快。強電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液4、對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。1.下圖所示的各容器中均盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是____________。④>②>①>③電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>有防護措施的腐蝕>化學腐蝕校本P143【自我診斷】校本P141（1）無論化學腐蝕還是電化學腐蝕，都是金屬失電子被氧化的過程(

)√

×（3）銅在酸性條件下也可以發(fā)生析氫腐蝕(

)×

×

√（6）純鐵不易腐蝕，生鐵易腐蝕，是因為生鐵中含碳，能形成原電池，發(fā)生電化學腐蝕(

)√

發(fā)生電化學腐蝕的原理示意圖。下列說法不正確的是(

)D二、金屬的防護（一）目的：防止金屬被氧化（二）依據(jù)：依據(jù)金屬腐蝕的化學反應原理和腐蝕類型來確定金屬防護的方法（三）金屬防護的方法1、改變金屬材料的組成2、在金屬表面覆蓋保護層3、電化學保護法1、改變金屬材料的組成在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優(yōu)異的合金。例如，不銹鋼、鈦合金等。2、在金屬表面覆蓋保護層（覆蓋致密的保護層）（1）非金屬保護層：①噴涂漆；②涂油脂；③覆蓋搪瓷、塑料（2）金屬保護層：電鍍(在鋼鐵表面形成鉻等耐腐蝕性較強的金屬鍍層)搪瓷（tángcí），是將無機玻璃質(zhì)材料通過熔融凝于基體金屬上并與金屬牢固結(jié)合在一起的一種復合材料。2、在金屬表面覆蓋保護層（覆蓋致密的保護層）發(fā)藍是鋼鐵零件表面處理的一種防腐蝕的工藝。其原理就是在鋼鐵表面生成一定厚度和強度的致密的氧化層，成分主要是Fe3O4

（4）鈍化處理（3）發(fā)藍處理（致密的Fe3O4膜)；利用陽極氧化處理鋁制品的表面，使之形成致密的氧化膜而鈍化。另外，采用離子注入、表面滲鍍等方式在金屬表面也可以形成穩(wěn)定的鈍化膜。3、電化學防護法原理：原電池原理（1）犧牲陽極法要求：活潑性強的金屬作負極，被保護金屬作正極?！餇奚枠O法的實驗探究

實驗現(xiàn)象電流表陽極（負極區(qū)）陰極（正極區(qū)）____________________________氣泡產(chǎn)生，____藍色沉淀生成有關(guān)反應-___________________________________指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)逐漸溶解有無

實驗結(jié)論：鋅片、鐵片酸化的氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，鋅失電子，被腐蝕，鐵被保護。

（a）(b)實驗現(xiàn)象鐵釘周圍______鐵釘周圍生成__________，銅絲周圍______有關(guān)反應實驗結(jié)論變紅藍色沉淀變紅

（a）(b)鐵作為負極時易被腐蝕，作為正極時未被腐蝕白鐵皮：鋅比鐵活潑，破損時與水膜構(gòu)成原電池時，鋅作負極失電子被氧化而腐蝕，鐵作正極被保護。馬口鐵：鐵比錫活潑，破損時與水膜構(gòu)成原電池時，鐵作負極失電子被氧化而易腐蝕。教材P112要求：被保護的金屬與外接電源負極相連作陰極。（2）外加電流法原理：電解池原理教材P112犧牲陽極法：外加電流法：比被保護金屬活潑（本身不斷被腐蝕）惰性材料（只起導電作用，惰性電極和金屬均可作輔助陽極，但最好選用惰性電極,本身不被腐蝕而消耗）一般而言，外加電流法比犧牲陽極法保護效果更好。學以致用

提升關(guān)鍵能力校本P1431.下列有關(guān)金屬鐵的腐蝕與防護，說法正確的是(

)A.在鋼鐵表面進行發(fā)藍處理，生成四氧化三鐵薄膜保護金屬B.在鐵表面覆蓋保護層，若保護層破損后，就完全失去了對鐵的保護作用AA.一般情況下，金屬主要發(fā)生吸氧腐蝕C.白鐵（鍍鋅鐵）鍍層破損后不會導致鐵迅速銹蝕B校本P1432.相同材質(zhì)的鐵在下圖中的各情形下最不易被腐蝕的是(

)A.&1&B.

C.&3&D.&4&