第26講金屬的腐蝕與防護

I顏羽目標

1.科學探究與創(chuàng)新意識：通過實驗科學探究金屬腐蝕的本質及其原因，認識金屬腐蝕的主要類型，能正確書

寫析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應式。

2.科學態(tài)度與社會責任：認識金屬腐蝕產生的危害和影響，樹立防止金屬腐蝕的意識，熟知金屬腐蝕常用的

防護方法。

笈翅識再毓

析氫腐蝕

吸氧腐蝕

改變金屬材料的組成

金屬的腐

在金屬表面覆蓋保護層

蝕與防護

犧牲陽極法

電化學保護法

外加電流法

金屬腐蝕快慢在同一電解質溶液中

的判斷方法-同一種金屬在不同介質中

一、金屬的腐蝕

1.金屬的腐蝕

(1)概念：金屬或合金與周圍的發(fā)生_________反應而引起損耗的現象。其實質是金屬原子—電

子變?yōu)殛栯x子，金屬發(fā)生____反應。

(2)根據與金屬接觸的不同，金屬腐蝕可分為兩類：

①化學腐蝕：金屬與其表面接觸的一些物質(如02、C12、S02等)直接反應而引起的腐蝕。腐蝕的速率隨溫

度升|W1而o

②電化學腐蝕：當的金屬與溶液接觸時會發(fā)生__________反應，的金屬

發(fā)生氧化反應而被腐蝕。

【特別提醒】金屬腐蝕過程中，電化學腐蝕和化學腐蝕同時發(fā)生，但絕大多數屬于電化學腐蝕，且比化學

腐蝕的速率大得多。

2.鋼鐵的電化學腐蝕

^0

析氫腐蝕吸氧腐蝕

項目

Fe2+電解質溶液二二二二二二灸。Fe57"^端而二二OH-

，廠

示意圖

;飛上邙

條件水膜酸性較_______水膜酸性很_____或__________

負極—

正極——

總反應——

最終生成鐵銹(主要成分為FezCh-xHzO),反應如下：

后續(xù)反應

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-%)H2O

聯系通常兩種腐蝕同時存在，但后者更普遍

3.實驗探究：電化學腐蝕

(1)

實驗操作實驗現象實驗解釋

具

戲冰管

__1

K

=

I一裝置中鐵、碳和飽和食鹽水構成_________,鐵

食

鹽

水導管中__________

浸

泡

過

洗

除

酸釘發(fā)生__________腐蝕

的

鐵

銹

釘

⑵

實驗操作實驗現象實驗解釋

,CuS。1溶液

Zn與CuSC)4反應生成Cu,Zn、Cu和稀鹽酸構

①試管中產生氣泡的速率____成__________,發(fā)生__________腐蝕，產生氣泡

。Zn粒與

身稀鹽酸甘

的速率更______

①②

(3)結論：①電化學腐蝕中吸氧腐蝕更為普遍。②電化學腐蝕速率比化學腐蝕大得多。

二、金屬的防護

金屬的防護主要從金屬、與金屬接觸的物質及兩者反應的條件等方面來考慮。

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o如普通鋼中加入銀、銘等制成不銹鋼產

品，鈦合金不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性，還具有良好的生物相容性。

2.在金屬表面覆蓋保護層

在金屬表面覆蓋致密的保護層，將金屬制品與周圍物質隔開是一種普遍采用的防護方法。如，在鋼鐵制品

的表面噴涂油漆、涂礦物性油脂、覆蓋搪瓷、塑料等；電鍍鋅、錫、銘、鎂等；利用化學方法、離子注入

法、表面滲鍍等方式在金屬表面形成穩(wěn)定的鈍化膜。

3.電化學保護法

金屬在發(fā)生電化學腐蝕時，總是作為原電池（陽極）的金屬被腐蝕，作為（陰極）的金屬

不被腐蝕，如果能使被保護的金屬成為陰極，則該金屬就不易被腐蝕。

（1）犧牲陽極法

原理：原電池原理，被保護的金屬作,活潑性更強的金屬作

應用：鍋爐內壁、船舶外殼、鋼鐵閘門安裝鎂合金或鋅塊。

［實驗探究一］

ZnFe

經過酸

一化的3%

NaCl溶液

如圖裝置反應一段時間后，往Fe電極區(qū)滴入2滴黃色K3［Fe（CN）6］（鐵氧化鉀）溶液，觀察實驗現象。

已知Fe2+與［Fe（CN）6F-反應生成帶有特征藍色的KFe［Fe（CN）6］沉淀。

實驗裝置電流表陽極（負極區(qū)）陰極（正極區(qū)）

現象指針偏轉Zn溶解有——產生，一—藍色沉淀生成

有關反應一——

結論溶液中不含Fe2+,鐵作正極未被腐蝕

［實驗探究二：］

在兩個培養(yǎng)皿中分別放入含有NaCl的瓊脂，并注入5-6滴酚酸溶液和K3［Fe(CN)6］溶液混合均勻，取兩個

2?3cm的鐵釘，用砂紙擦光，將裹有鋅皮的鐵釘放入a,纏有銅絲的鐵釘放入b。

實驗裝置

ab

現象鐵釘周圍__________鐵釘周圍生成__________,銅絲周圍__________

結論鐵作為負極時易被腐蝕，作為正極時未被腐蝕

(2)外加電流法

原理：電解池原理，被保護的金屬作為陰極，與電源的相連。

應用：鋼鐵閘門，高壓線鐵架，地下管道連接直流電源的。

三、金屬腐蝕快慢的判斷方法

1.在同一電解質溶液中，金屬腐蝕由快到慢的順序為

2.同一種金屬在不同介質中腐蝕由快到慢的順序為

3.對同一種電解質溶液來說，電解質溶液濃度,金屬腐蝕越快。

4.金屬活動性差別，活潑性強的金屬腐蝕越快。

考點01金屬的腐蝕

【例1】下列現象與電化學腐蝕無關的是

A.銅鋅合金(黃銅)不易被腐蝕

B.銀質物品久置表面變黑

C.附有銀制配件的鐵制品其接觸處易生銹

D.生鐵比純鐵更容易生銹

【變式1-1］下列關于鋼鐵腐蝕的敘述不口碑的是

A.鋼鐵在潮濕的空氣中易腐蝕

B.鋼鐵腐蝕的主要原因是化學腐蝕

C.腐蝕使鋼鐵色澤、外形等發(fā)生變化

D.一般情況下，溫度對鋼鐵的化學腐蝕影響較明顯

【變式1-2］下列敘述與電化學腐蝕有關的是（）

A.炒過菜的鐵鍋不及時清洗易生銹

B.在空氣中金屬鎂、鋁都具有較好的抗腐蝕性

C.紅熱的鐵絲與水接觸時，表面形成了藍黑色的物質

D.把鐵片加入氯化銅的溶液中，在鐵表面上附著一層紅色的銅

考點02金屬腐蝕的防護方法

【例2】據最近報道，中國生產的首艘國產航母已經下水。為保護航母、延長服役壽命可采用兩種電化學方

法。方法1：艦體鑲嵌一些金屬塊；方法2：航母艦體與電源相連。下列有關說法正確的是

A.方法1叫外加電流的保護法

B.方法2叫犧牲陽極的保護法

C.方法1中金屬塊可能是鋅、錫和銅

D.方法2中艦體連接電源的負極

【變式2-1】生活和生產中人們采用多種方法防止金屬腐蝕，其中保護輪船外殼的常用方法是

A.涂保護層B.改變金屬結構

C.犧牲陽極的陰極保護法D.外加電流的陰極保護法

【變式2-2】下列有關金屬腐蝕與防護的說法正確的是

A.鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕時，負極反應為Fe—3e-=Fe3+

B.鍍錫鐵制品和鍍鋅鐵制品的鍍層破損時，鍍錫鐵制品中鐵的腐蝕速率更快

C.在輪船船體四周鑲嵌鋅塊保護船體不受腐蝕的方法叫陽極電化學保護法

D.不銹鋼有較強的抗腐蝕能力是因為在鋼鐵表面鍍上了銘

考點03金屬腐蝕快慢的比較

［例3］下列試管所盛的溶液中的鐵腐蝕速度說法正確的是

⑥一棉花n

Zn片

國

旗

①硅膠干燥劑煮沸后蒸儲水食鹽水食鹽水食鹽水

②③④⑤⑥

A.①比②慢B.③比④快C.⑤比⑥快D.①比③慢

【變式3-1］如圖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

D.④②③①

【變式3-2】下列四種金屬制品的鍍層損壞后，金屬腐蝕速率最快的是

A.鍍鋁塑扣B.食品罐頭盒（鍍錫）

C.白鐵水桶（鍍鋅）D.鍍銀銅質獎章

J過關檢91

i.相同材質的鐵在圖中的四種情況下腐蝕最快的是

鐵炒鍋

B.

食鹽水

鋅挪釘

D.鐵板

物料板

2.如圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。下列說法正確的是

腐蝕最

嚴重的

區(qū)域

氫腐蝕

的是吸

要發(fā)生

鐵閘主

A.

護鐵閘

連可保

石墨相

鐵閘與

B.將

3+

Fe

e-3e-=

式：F

反應

電極

時的

腐蝕

C.鐵

域

是乙區(qū)

最多的

成鐵銹

圖中生

D.

來

學腐蝕

用電化

象不能

下列現

蝕。

學腐

電化

蝕和

學腐

為化

可分

腐蝕

，金屬

嚴重

非常

損失

成的

蝕造

屬腐

3.金

是

解釋的

生銹

雨天易

釘在陰

的鐵獅

銅板上

A.

快生銹

損后很

鐵）破

鍍錫的

口鐵（

B.馬

速變黑

境中迅

高溫環(huán)

器皿在

C.銅

象

不良現

現接觸

連易出

直接相

鋁導線

將銅、

業(yè)中若

電工作

D.

（）

的是

正確

法中

的說

腐蝕

金屬

有關

下列

4.

應

發(fā)生反

與氧氣

其不易

是因為

力，

蝕能

抗腐

有強

鋁具

A.

的過程

而損耗

學反應

發(fā)生化

純金屬

用下不

流的作

外加電

蝕指在

化學腐

B.電

為鐵銹

終轉化

產物最

氣，

收氧

極吸

，負

腐蝕

吸氧

的是

普遍

蝕最

鐵腐

C.鋼

產生

有電流

腐蝕伴

電化學

，但

相同

本質

腐蝕

化學

蝕和

學腐

電化

屬的

D.金

腐的是

起到防

施不能

下列措

多。

法很

的方

防腐

金屬

見的

中常

生活

5.

漆

材刷油

健身器

A.

料層

一層塑

面包上

線的外

架和電

B.衣

銅塊

數量的

上一定

身上裝

輪船船

C.在

接鎂塊

管道連

下鋼鐵

D.地

）

的是（

不正確

的說法

與防護

鐵腐蝕

關于鋼

6.

2+