2025/7/17第三章探索生活材料

第二節(jié)金屬的腐蝕和防護(hù)

2025/7/17鐵銹斑斑2025/7/17鐵管生銹了2025/7/17四川省宜賓市城區(qū)的南門大橋鋼鐵生銹造成大橋斷裂！斷裂2025/7/17銅器表面生成一層薄薄的銅綠[銅綠的主要成分是Cu2(OH)2CO3]2025/7/171、定義：

P49。一、金屬的腐蝕2、分類1）、化學(xué)腐蝕P49

指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程金屬跟接觸到的物質(zhì)(如O2、Cl2

、SO2等)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。2025/7/17左邊家用燃?xì)庠畹闹行牟课缓苋菀咨P，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2025/7/17溫度對(duì)化學(xué)腐蝕的影響：升溫加快金屬腐蝕降溫減慢金屬腐蝕2025/7/17鐵釘銹蝕的可能條件假設(shè)：

(1)只與水接觸，不與空氣接觸

(2)不與水接觸，只與空氣接觸

(3)既與水接觸，又與空氣接觸

(4)既與NaCl溶液接觸，又與空氣接觸

(5)既與CH3COOH溶液接觸，又與空氣接觸P50

科學(xué)探究2025/7/17(實(shí)驗(yàn)需要在一周前開(kāi)始做)：將5顆潔凈無(wú)銹的鐵釘分別放入以下5支試管中

①A盛有經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水，鐵釘被浸沒(méi)，再加植物油

②盛干燥劑CaCl2，試管口塞一團(tuán)棉花，并塞上塞子。

③加入蒸餾水，鐵釘被浸沒(méi)一半

④盛NaCl溶液，鐵釘被浸沒(méi)一半。

⑤盛CH3COOH溶液，鐵釘被浸沒(méi)一半。分時(shí)間段觀察。P50實(shí)驗(yàn)方案2025/7/17實(shí)驗(yàn)探究報(bào)告實(shí)驗(yàn)方案現(xiàn)象記錄結(jié)論試管A試管B試管C試管D試管E銹蝕由快到慢的順序?yàn)椋篍DCB或A2025/7/17

不純的金屬（或合金）跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕，叫做電化學(xué)腐蝕.2）、電化學(xué)腐蝕（電化腐蝕）P502025/7/17海邊的鐵制品比較容易生銹，為什么？原理:原電池反應(yīng)可加快金屬腐蝕2025/7/17請(qǐng)比較下列現(xiàn)象的差異？鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐蝕。腐蝕速率較慢。鐵作負(fù)極被腐蝕腐蝕速率較快。2025/7/17

原電池的組成條件(1)、活潑性不同的兩種金屬（或金屬與石墨）構(gòu)成兩個(gè)電極(2)、電解質(zhì)溶液(3)、構(gòu)成閉合電路復(fù)習(xí)2025/7/17發(fā)生氧化反應(yīng)的是___極（電極消耗）發(fā)生____反應(yīng)的是____極（電極放出氣體或析出金屬）原電池正負(fù)極的判斷根據(jù)金屬的活潑性判斷根據(jù)電極反應(yīng)來(lái)判斷活潑金屬做＿＿極,

不活潑金屬(或可導(dǎo)電的非金屬）做＿極還原負(fù)正負(fù)正復(fù)習(xí)2025/7/17鋼鐵的電化學(xué)腐蝕：吸氧腐蝕：條件：鋼鐵在很弱的酸性或中性環(huán)境下的腐蝕。特點(diǎn)：有氧氣參加反應(yīng)。負(fù)極：＿＿，電極反應(yīng)式：正極：＿＿，電極反應(yīng)式：總反應(yīng)式：2Fe－4e-＝2Fe2+2H2O+O2+4e-＝4OH-2Fe+2H2O+O2＝2Fe(OH)2鐵碳2025/7/17鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖2025/7/17鋼鐵的電化學(xué)腐蝕：析氫腐蝕：條件：鋼鐵在潮濕空氣中形成酸性環(huán)境下的腐蝕。特點(diǎn)：有氫氣產(chǎn)生。負(fù)極：＿＿，電極反應(yīng)式：正極：＿＿，電極反應(yīng)式：總反應(yīng)式：Fe－2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑鐵碳H2O+CO2H2CO3H++

HCO3-2025/7/17鋼鐵的析氫腐蝕示意圖2025/7/17注意：（1）電化腐蝕是通過(guò)構(gòu)成無(wú)數(shù)微小的原電池而發(fā)生的，作為負(fù)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(zhì)）則被保護(hù)。（2）電化學(xué)腐蝕，只有當(dāng)金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，才會(huì)發(fā)生，并伴有微電流產(chǎn)生。(3)升溫、原電池反應(yīng)都可加快金屬腐蝕2025/7/17鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·

nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件較強(qiáng)酸性。中性酸性很弱CO2+H2OH2CO3

H++HCO3-電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正極C(+)2H++2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OH-總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2+↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系生成鐵銹：水膜呈_______水膜呈____或__________2025/7/17兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍相互聯(lián)系較活潑金屬被氧化金屬被氧化本質(zhì)有微弱電流產(chǎn)生無(wú)電流產(chǎn)生有無(wú)電流不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液及氧化劑接觸金屬跟氧化性物質(zhì)直接接觸條件電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較2025/7/17小結(jié)：金屬腐蝕的分類化學(xué)腐蝕電化腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕（常見(jiàn)普遍）2025/7/17金屬腐蝕的危害

金屬的腐蝕對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的損失是驚人的，據(jù)70年代美國(guó)的一份統(tǒng)計(jì)報(bào)告，全世界每年由于腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料，約相當(dāng)于金屬年產(chǎn)量的1/3，至于因設(shè)備腐蝕損壞而引起的停工減產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量下降、污染環(huán)境、危害人體健康甚至造成嚴(yán)重事故的損失，就更無(wú)法估計(jì)了。當(dāng)前，世界各國(guó)都有許多優(yōu)秀的科學(xué)家，從事金屬腐蝕理論及防護(hù)方法的研究工作。有志者可選擇這方面的課題研究，一定會(huì)大有作為；一旦有新的突破，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)影響，必將是巨大的。2025/7/171、金屬腐蝕的本質(zhì)：______e-發(fā)生______反應(yīng)金屬_________金屬原子氧化失去陽(yáng)離子二、金屬的防護(hù)P512、影響金屬腐蝕的因素：3、金屬在什么條件下容易被腐蝕？金屬的本性和介質(zhì)在潮濕的空氣中、接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)，都容易被腐蝕。2025/7/17金屬腐蝕的防護(hù)思路和方法是？

主要從金屬的本質(zhì)和介質(zhì)兩方面考慮，如:改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，在金屬表面覆蓋保護(hù)層等等思考

請(qǐng)根據(jù)以下的生活中的例子，總結(jié)金屬防護(hù)常用的方法，并解釋這些方法為什么可以達(dá)到防止金屬腐蝕的目的？2025/7/17

自行車如何防生銹？

是在金屬表面鍍上一層耐腐蝕的金屬，如自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的Cr

自行車的車把、車輻條、鋼圈和車鈴防銹措施是什么？2025/7/17健身器材如何防銹？刷油漆2025/7/17衣架和電線如何防銹？外面包上一層塑料層2025/7/17某些工具的“機(jī)械傳動(dòng)部位”，能用油漆來(lái)防銹嗎？不能用油漆來(lái)防銹，而是選用油脂應(yīng)選用什么呢？2025/7/172、在金屬表面覆蓋保護(hù)層，使它與________、__________等物質(zhì)_________。(三)、金屬的防護(hù)方法P511、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍、或表面鈍化(鍍其他金屬使氧化成致密的氧化膜)、搪瓷、塑料等方法?？諝馑綦x例如2025/7/17船身如何防腐蝕的？用犧牲鋅塊的方法來(lái)保護(hù)船身上裝鋅塊2025/7/172025/7/17

如何防止地下鋼鐵管道的腐蝕？用犧牲鎂塊的方法來(lái)防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊要定期更換2025/7/17電化學(xué)保護(hù)法（消除引起金屬發(fā)生電化腐蝕的原電池反應(yīng)的方法）3、金屬的電化學(xué)防護(hù)P52(在被保護(hù)的金屬上連接比該金屬_____________或合金)，此金屬作_______極(陽(yáng)極)反應(yīng)受到腐蝕，被保護(hù)的金屬作_______極(陰極)，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；更活潑的金屬負(fù)正1)、電化學(xué)保護(hù)法P52原理：做負(fù)極材料常用的有_____________鎂、鋁、鋅2025/7/17(1)、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，如(2)、在金屬表面覆蓋保護(hù)層，如(3)、電化學(xué)保護(hù)法（消除引起金屬發(fā)生電化腐蝕的原電池反應(yīng)的方法）在要保護(hù)的金屬上連接比該金屬更活潑的金屬或合金P52不銹鋼覆蓋油脂、油漆、搪瓷、塑料、電鍍金屬、氧化成致密的氣化膜等(三)、金屬防護(hù)的方法知識(shí)總結(jié)2025/7/17P58請(qǐng)你當(dāng)設(shè)計(jì)師，假設(shè)用鋼材在杭州西湖內(nèi)建造能使用20年左右的一座大橋，有三種防銹措施供選擇，你優(yōu)先選擇哪種方法？各種方法有什么優(yōu)、缺點(diǎn)？你還有沒(méi)有其他的防銹措施？（1）涂上油漆（2）使用鍍鉻的鋼（3）使用不銹鋼P(yáng)57思考與交流

如何選用防銹方法---請(qǐng)你決策22025/7/17作業(yè)：1.埋在地下的輸油鑄鐵管道，在下列各種情況下被腐蝕速率最慢的是()A．在潮濕疏松的土壤中；B．在含鐵元素較多的酸性土壤中；C．在干燥致密不透氣的土壤中；D．在含碳較多的潮濕透氣的中性土壤C2025/7/172．在裝有水的容器中，用棉線懸掛一個(gè)在水中保持平衡的金屬棒，該棒由鐵和銅焊接而成，棉線系在兩種金屬接縫處（如圖），再向水中加入少量CuSO4，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間應(yīng)看到的現(xiàn)象是()A．鐵端將附著銅增重下沉；

B．銅端將附著銅增重下沉；

C．鐵端將變細(xì)減重上升；

D．銅端粗細(xì)不變將下沉．BC2025/7/17(1)、若液面上升，則溶液呈_______________性，發(fā)生________腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極：___________________________________,正極：___________________________________3、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：(2)、若液面下降，則溶液呈__________性