第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第三節(jié)金屬的腐蝕與防護學(xué)習(xí)目標1.認識金屬腐蝕的本質(zhì)及其原因。2.理解金屬鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕。3.能解釋其他金屬腐蝕的原因。課堂導(dǎo)入金屬腐蝕的現(xiàn)象普遍存在，常常是自發(fā)進行的，防止金屬腐蝕有重要意義。一、金屬的腐蝕1.概念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(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。(1)化學(xué)腐蝕金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)（如O2、Cl2、SO2等）直接反應(yīng)而引起的腐蝕。如：鐵與氯氣直接反應(yīng)腐蝕，鋼管被原油、天然氣中的含硫化合物腐蝕等(2)電化學(xué)腐蝕不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕。如：鋼鐵在潮濕空氣中的銹蝕。一般電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕同時發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕占比多，腐蝕速率也更快。2.分類一、金屬的腐蝕2.電化學(xué)腐蝕由于條件不同，鋼鐵腐蝕可分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕兩種類型。類別項目析氫腐蝕吸氧腐蝕圖形描述

條件水膜酸性較強水膜酸性很弱或呈中性正極：2H++2e-

==H2↑負極：Fe－2e-

==Fe2+總反應(yīng)：Fe+2H+==Fe2++H2↑進一步反應(yīng)生成鐵銹：2Fe(OH)3==Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O正極：O2+2H2O+4e-==4OH-總反應(yīng)：2Fe+

O2+2H2O

==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3析氫腐蝕吸氧腐蝕負極：Fe－2e-

==Fe2+水膜酸性較強水膜酸性很弱或呈中性（1）鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕時，負極都是鐵，失電子生成Fe2＋，而非Fe3＋（2）通常兩種腐蝕同時存在，但吸氧腐蝕更普遍二、金屬的防護1.改變金屬材料的組成如普通鋼中加入鎳、鉻等制成不銹鋼產(chǎn)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（1）噴涂油漆、礦物性油脂或覆蓋搪瓷、塑料等；（2）電鍍鋅、錫、鉻、鎳等；（3）利用化學(xué)方法、離子注入、表面滲鍍等方式在金屬表面形成穩(wěn)定的鈍化膜。二、金屬的防護3.電化學(xué)保護法(1)犧牲陽極法原理：原電池原理，被保護的金屬作正極，活潑性更強的金屬作負極。應(yīng)用：鍋爐內(nèi)壁、船舶外殼、鋼鐵閘門安裝鎂合金或鋅塊。負極：Zn－2e-

==Zn2+正極：O2+4e-

+4H+

==

2H2O實驗現(xiàn)象：電流表指針偏轉(zhuǎn)，鐵電極上無氣泡產(chǎn)生，試管中無藍色沉淀生成實驗結(jié)論：溶液中無二價鐵離子，鐵未被腐蝕Fe2+的檢驗：Fe2+與K3[Fe(CN)6]溶液（黃色）反應(yīng)生成KFe[Fe(CN)6]沉淀（帶有藍色特征）實驗現(xiàn)象：靠近鋅皮處顏色無變化，裸露在外的鐵釘處出現(xiàn)紅色；靠近銅絲處出現(xiàn)紅色，裸露在外的鐵釘出現(xiàn)藍色；實驗結(jié)論：鐵與不同活潑性金屬接觸，腐蝕程度有差異，避免鐵被腐蝕應(yīng)選擇比鐵活潑的金屬與其相連二、金屬的防護3.電化學(xué)保護法(2)外加電流法原理：電解池原理，被保護的金屬作為陰極，與電源的負極相連。應(yīng)用：鋼鐵閘門、高壓線鐵架、地下管道連接直流電源的負極。金屬腐蝕快慢的判斷方法(1)同一電解質(zhì)溶液，同一種金屬腐蝕由快到慢的順序：電解池的陽極＞原電池的負極＞化學(xué)腐蝕＞原電池的正極>電解池的陰極；(2)同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序：強電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液；(3)同一種電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕越快。(4)金屬活動性差別越大，活潑性強的金屬腐蝕越快。1.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.當鍍錫鐵和鍍鋅鐵鍍層破損時，后者更易被腐蝕C.鐵與電源正極連接可實現(xiàn)電化學(xué)保護D.用氧化劑使金屬表面生成致密的保護膜屬于電化學(xué)保護法√2.下列對如圖所示的實驗裝置的判斷錯誤的是A.若X為碳棒，開關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕B.若X為鋅棒，開關(guān)K置于A或B處均可減緩鐵的腐蝕C.若X為鋅棒，開關(guān)K置于B處時，為犧牲陽極法D.若X為碳棒，開關(guān)K置于B處時，鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑√Fe為電解池的陰極，屬于外加電流法開關(guān)K置于A處，F(xiàn)e電解池陰極，屬于外加電流法；開關(guān)K置于B處時，F(xiàn)e原電池正極，屬于犧牲陽極法Fe為負極，F(xiàn)e－2e－===Fe2＋3.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______________。電解質(zhì)溶液相同，同一金屬腐蝕的快慢順序：電解池的陽極>原電池的負極>化學(xué)腐蝕>原電池的正極>電解池的陰極④>②>①>③4.某城市為了減少鋼管因銹蝕而造成的損失，擬用如圖所示方法保護埋在酸性土壤中的鋼管。下列有關(guān)說法正確的是A.在潮濕的酸性土壤中鋼管主要發(fā)生吸氧腐蝕B.在潮濕的酸性土壤中金屬棒M中的電子通過導(dǎo)線流向鋼管C.在潮濕的酸性土壤中H＋向金屬棒M移動，抑制H＋與鐵