第四章化學反應與電能第三節(jié)金屬的腐蝕與防護1.知道金屬腐蝕的現(xiàn)象及危害，了解金屬腐蝕的類型和本質。3.能根據(jù)電化學原理選擇并設計金屬防護的措施。2.知道金屬防護的常見方法。學習目標金屬腐蝕新課導入金屬腐蝕:是金屬與周圍的氣體或液體物質發(fā)生氧化還原反應而引起損耗的現(xiàn)象。本質:金屬原子失去電子被氧化的過程。一、金屬的腐蝕1.化學腐蝕金屬與其表面接觸的一些物質（如O2、Cl2、SO2等）直接反應而引起的腐蝕。影響因素：與金屬本性、接觸物質的氧化性及溫度有關。特點:無電流產(chǎn)生。一、金屬的腐蝕2.電化學腐蝕不純的金屬跟電解質溶液接觸時，發(fā)生原電池反應，比較活潑的金屬發(fā)生氧化反應而被腐蝕?；瘜W腐蝕和電化學腐蝕往往同時發(fā)生，但電化學腐蝕更普遍，速率更快。有微弱電流產(chǎn)生。特點：一、金屬的腐蝕2.電化學腐蝕(1)析氫腐蝕負極（Fe）：正極（C）： 在酸性環(huán)境中，在腐蝕過程中不斷有H2放出。（pH≤4.3）Fe-2e-===Fe2+2H++

2e-

===H2↑Fe+2H+===Fe2++

H2↑總反應：一、金屬的腐蝕鋼鐵的析氫腐蝕示意圖(2)吸氧腐蝕鋼鐵表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性或堿性，但溶有一定量的氧氣，此時就會發(fā)生吸氧腐蝕。

4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe-2e-=Fe2+O2+

2H2O+4e-=4OH-通常吸氧和析氫兩種腐蝕同時存在，但吸氧腐蝕更普遍。主要原因：水膜一般不顯強酸性；多數(shù)金屬都可發(fā)生。負極（Fe）：正極（C）： 2Fe+O2+

2H2O=2Fe(OH)2總反應：Fe2O3·xH2O一、金屬的腐蝕2.電化學腐蝕鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖【實驗4-3】(1)鐵釘?shù)奈醺g導管中液面上升實驗現(xiàn)象實驗解釋鐵-碳-飽和食鹽水構成原電池，鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，導致壓強變小一、金屬的腐蝕【實驗4-3】實驗現(xiàn)象實驗解釋均有氣泡，且滴加CuSO4試管產(chǎn)生氣泡速率更快Zn置換出Cu，Zn、Cu、稀鹽酸構成原電池，能加快反應速率一、金屬的腐蝕(2)兩支試管中分別放入兩顆鋅粒和等體積、等濃度的稀鹽酸，觀察現(xiàn)象。然后向其中一只試管中滴加1-2滴硫酸銅溶液，觀察現(xiàn)象。總結：在同一電解質溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解原理＞原電池原理＞化學腐蝕＞防腐措施的腐蝕一、金屬的腐蝕1.改變金屬材料組成不銹鋼高壓鍋不銹鋼盆鈦合金炒鍋如：含鉻、鎳等合金元素的不銹鋼具有很好的抗腐蝕性能。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。二、金屬的防護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。表面噴涂油漆/油脂，覆蓋搪瓷、塑料等。電鍍：表面鍍上一層鋅、錫、鉻、鎳等?；瘜W方法：生成致密的四氧化三鐵薄膜。陽極氧化：使鋁制品形成致密的氧化膜。非金屬保護層金屬保護層發(fā)藍處理鈍化處理二、金屬的防護常用的白鐵皮是在薄鋼板表面鍍上一層鋅，罐裝食品用的馬口鐵是在薄鋼板表面鍍上一層錫。若上述兩種鋼鐵制品的表面出現(xiàn)破損時，請分析并說明白鐵皮、馬口鐵的腐蝕情況。＋－ZnAFe＋－SnAFee-e-我們知道，金屬發(fā)生電化學腐蝕時，總是作為原電池負極（陽極）的金屬被腐蝕，作為正極（陰極）的金屬不被腐蝕。經(jīng)酸化的3％NaCl溶液【思考與討論】(1)犧牲陽極法——原電池原理

3.電化學保護法

極：比被保護金屬活潑的金屬；

極：被保護的金屬設備。負正犧牲鋅塊來保護鋼閘門，鋅塊必須定期更換鋼閘門(陰極)海水鋅板(犧牲陽極)e-e-二、金屬的防護經(jīng)過酸化的3％NaCl溶液ZnAFe(1)以Fe作保護電極，Zn作輔助電極，以經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液作電解質溶液，按圖所示連接好裝置。觀察電流表指針的變化，以及燒杯中兩個電極附近發(fā)生的現(xiàn)象。過一段時間，用膠頭滴管從Fe電極區(qū)域取少量溶液于試管中，再向試管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]（鐵氰化鉀）溶液，觀察試管中溶液顏色變化？實驗探究：【實驗4-4】實驗探究：【實驗4-4】實驗裝置電流表陽極（負極）陰極（正極）現(xiàn)象有關反應指針偏轉鋅片逐漸溶解鐵電極上有氣泡冒出Zn-2e-=Zn2＋2H＋＋2e-=H2↑試管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液后，無明顯變化，即溶液中無Fe2+。結論：Fe電極被保護，不發(fā)生反應。Fe、Zn和經(jīng)過酸化的NaCl溶液構成原電池；Zn作負極被腐蝕，F(xiàn)e作正極被保護，未被腐蝕。實驗探究：【實驗4-4】（2）將1g瓊脂加入250mL燒杯中，再加入50mL飽和食鹽水和150mL水。攪拌、加熱煮沸，使瓊脂溶解。稍冷后，趁熱把瓊脂溶液分別倒入兩個培養(yǎng)皿中，各滴入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均勻。取兩個2～3cm的鐵釘，用砂紙擦光。如圖(a)所示，將裹有鋅皮的鐵釘放入上述的一個培養(yǎng)皿中；如圖(b)所示，將纏有銅絲的鐵釘放入另一個培養(yǎng)皿中。觀察并解釋實驗現(xiàn)象。ab實驗探究：【實驗4-4】實驗探究：【實驗4-4】實驗現(xiàn)象：裹有鋅片的鐵釘，鋅片逐漸溶解鐵釘附近溶液變紅色；解釋：形成原電池鋅作負極：Zn-2e-=Zn2+鐵作正極：O2+2H2O+4e-=4OH-鐵作正極，不反應，被保護。a實驗探究：【實驗4-4】b實驗現(xiàn)象：裹有銅絲的鐵釘，鐵釘逐漸溶解，鐵釘附近溶液有藍色沉淀生成；解釋：構成原電池鐵作負極：Fe-2e-=Fe2+銅作正極：O2+2H2O+4e-=4OH-鐵作負極，發(fā)生氧化反應，被腐蝕。為什么鋼制管道的內(nèi)部要鑲嵌鎂塊？＋－NaCl溶液MgAFee-【思考與討論】試一試：如何防止鐵鍋生銹？1.使用完畢后保持干燥或涂一層植物油。2.使用完畢后懸掛或倒扣。3.可以使用不銹鋼鍋。【思考與討論】鋼閘門(陰極)海水輔助陽極(不溶性)e-NaCl溶液陰極Fe+-A陽極C3.電化學保護法

極：被保護的金屬設備；

極：惰性金屬或石墨。陰陽

-+e?(2)外加電流法——

電解池原理

e?二、金屬的防護鋼閘門(陰極)海水輔助陽極(不溶性)犧牲陽極法和外加電流法都要采用輔助陽極，將被保護的金屬作為陰極。在這兩種方法中，輔助陽極發(fā)生的電極反應類型是否相同？對于用作輔助陽極的金屬化學性質各有什么要求？-+e?e?鋼閘門(陰極)海水鋅板(犧牲陽極)e-e-【思考與討論】犧牲陽極法外加電流法原理

保護方法

保護電流

注意事項

電化學保護法的對比原電池電解池使被保護的金屬與比它活潑的金屬接觸，被保護的金屬做正極。使被保護的金屬與電源負極接觸，被保護的金屬做陰極。較小

較大負極（陽極）材料需要定期更換輔助陽極需要定期檢查二、金屬的防護金屬的腐蝕與防護金屬的腐蝕金屬的防護化學腐蝕金屬表面覆蓋保護層電化學腐蝕改變金屬材料的組成電化學保護法犧牲陽極法(利用原電池原理)外加電流法(利用電解池原理)析氫腐蝕吸氧腐蝕歸納總結1.相同材質的鐵在圖中四種情況下最不易被腐蝕的是(

)C課堂練習2.下列不能用于金屬防腐處理的是（

）A.涂油

B.改變金屬內(nèi)部結構C.鍍上一層耐腐蝕的金屬

D.在海輪的船體上鑲銅塊D課堂練習3.下列關于如圖所示的實驗裝置的判斷中錯誤的是（

）A.若X為碳棒，開關K置于A處可減緩鐵的腐蝕B.若X為鋅棒，開關K置于A或B處都可減緩鐵的腐蝕C.若X為鋅棒，開關K置于B處時，為犧牲陽極的陰極保護法D.若X為碳棒，