第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識金屬腐蝕的危害，并能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，能正確書寫析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。2.熟知金屬腐蝕的防護(hù)方法。鋼鐵生銹金屬的腐蝕在生活中非常普遍觀察這些金屬腐蝕的圖片全球每一分鐘就有1噸鋼腐蝕成鐵銹。全球每年鋼鐵腐蝕的經(jīng)濟(jì)損失約100000億美元，占各國國民生產(chǎn)總值的2%～4%，我國鋼鐵腐蝕經(jīng)濟(jì)約占國民生產(chǎn)總值的4%，每年約有30%的鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢。全世界每年因?yàn)榻饘俑g造成的直接經(jīng)濟(jì)損失是地震、水災(zāi)、臺風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失總和的6倍。了解金屬腐蝕的危害面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實(shí)，大家有沒有想過，鐵怎么會被腐蝕？怎樣防腐？閱讀課本回答以下問題：1.什么是金屬腐蝕？其本質(zhì)是什么？2.金屬的腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，兩者有何不同？3.電化學(xué)腐蝕可分為哪些種類？它們的區(qū)別在哪里？一.金屬的腐蝕金屬的腐蝕(1)概念：金屬或合金與氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。(4)由于與金屬接觸的氣體或液體物質(zhì)不同，發(fā)生腐蝕的情況也不同，發(fā)生腐蝕的情況也不同，一般金屬腐蝕可分為兩類：(2)本質(zhì)：金屬原子失去電子變?yōu)殛栯x子,金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。

(3)特征：金屬被腐蝕后，在外形，色澤以及機(jī)械性能方面會發(fā)生變化.

化學(xué)腐蝕：(次要)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。例如：鐵與氯氣直接反應(yīng)而腐蝕；輸油、輸氣的鋼管被原油、天然氣中的含硫化合物腐。電化學(xué)腐蝕：(主要)當(dāng)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。例如：鋼鐵制品在潮濕空氣中的銹蝕就是電化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)影響因素聯(lián)系金屬跟干燥氣體或非電解質(zhì)液體直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸無電流產(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(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較與接觸物質(zhì)的氧化性及關(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(xué)腐蝕更普遍鋼鐵在干燥的空氣里長時間不蝕，但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕，這是什么原因呢?在潮濕的空氣里，鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等氣體，這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜，它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成無數(shù)微小的原電池。負(fù)極：Fe-2e-

==Fe2+正極：O2+2H2O+4e-==4OH-電池反應(yīng)：2Fe+

O2+2H2O

==2Fe(OH)2總結(jié)：金屬表面吸附的水膜呈中性或酸性很弱條件下，溶有一定量氧氣發(fā)生的電化腐蝕叫吸氧腐蝕。裝置中進(jìn)一步反應(yīng)：4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O正極：2H++2e-

==H2

↑負(fù)極：Fe-2e-

==Fe2+電池反應(yīng)：Fe+2H+==Fe2++H2↑總結(jié)：金屬表面水膜溶解大氣中的酸性氣體，使水膜中含有一定量的H+，使溶液呈一定酸性發(fā)生的電化腐蝕叫析氫腐蝕。問題思考：如果將鐵釘浸沒在一定酸性的電解質(zhì)溶液中電極反應(yīng)有變化嗎？鋼鐵腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕條件電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)正極C(+)總反應(yīng)聯(lián)系水膜呈強(qiáng)酸性水膜呈中性或弱酸性Fe-2e－==Fe2+2Fe-4e－==2Fe2+O2+2H2O+4e－==4OH－2H++2e－==H2↑2H++Fe==Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2==2Fe(OH)2Fe2O3·nH2O4Fe(OH)2+2H2O+O2==4Fe(OH)3金屬的腐蝕以電化學(xué)腐蝕為主，電化學(xué)腐蝕又以吸氧腐蝕為主(pH≥5.6時)若pH<5.6時則為析氫腐蝕。交流與討論實(shí)驗(yàn)4-3實(shí)驗(yàn)1：將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖具支試管中，觀察導(dǎo)管中水柱變化，并思考引起變化的原因？現(xiàn)象及原因：實(shí)驗(yàn)1中導(dǎo)管中的水柱上升，鐵釘生銹。說明該過程鐵釘被腐蝕。鐵釘發(fā)生的是吸氧腐蝕。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：裝置中Fe、C、飽和食鹽水構(gòu)成了Fe-C-飽和食鹽水原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，C作正極，飽和食鹽水作電解質(zhì)溶液，由于NaCl溶液呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)2：取兩支試管，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，向其中一支試管中滴加1～2滴硫酸銅溶液，再觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：滴加硫酸銅溶液后，裝置中Zn、Cu、稀鹽酸構(gòu)成了Zn-Cu-稀鹽酸原電池，Zn作負(fù)極，Cu作正極，稀鹽酸作電解質(zhì)溶液，由于稀鹽酸呈酸性，發(fā)生析氫腐蝕現(xiàn)象及原因：開始時試管中均有無色氣體產(chǎn)生，且兩支試管中產(chǎn)生氣泡的速率相等；滴加硫酸銅溶液后①試管產(chǎn)生氣體的速率明顯加快。原因是鋅置換出銅后構(gòu)成了銅鋅原電池，鋅作負(fù)極，腐蝕速率加快。交流與討論請解釋下列有關(guān)鐵腐蝕現(xiàn)象的原因。2.用于連接銅板的鐵螺絲容。是由于鐵與銅吸收空氣中的水蒸汽形成水膜構(gòu)成了原電池，較活潑的鐵作原電池的負(fù)極，因此鐵蝕而生銹。1.灶臺上炒菜的鐵鍋放置后什么位置容，為什么？炒菜的鐵鍋有殘存的氯化鈉，放置后水滴容到鍋底，與水接觸的界面構(gòu)成吸氧腐蝕，形成鐵銹。思考與交流給鏈條涂上機(jī)油,將鋼圈表面鍍上一層鉻,給支架烤上一層漆,將齒輪鍍上一層鉻并涂上機(jī)油。討論自行車的不同構(gòu)件如鏈條、鋼圈、支架和齒輪等分別采取了什么防銹措施？二.金屬的防護(hù)①改變金屬的結(jié)構(gòu)②在金屬表面覆蓋保護(hù)層③電化學(xué)防護(hù)——合金（不銹鋼）利用“原電池”和“電解池”保護(hù)金屬——電鍍、涂油脂————————————————————————————————————

海水

鋅板利用“原電池原理”保護(hù)

極金屬正極負(fù)極e－e－正

陽極陰極“犧牲陽極法”鋼閘門實(shí)驗(yàn)4-4實(shí)驗(yàn)1：Fe作保護(hù)電極，Zn作輔助電極，以經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液作電解質(zhì)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，用膠頭滴管從和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)6](鐵氰化鉀)溶液，觀察試管中溶液顏色變化？說明：Fe2+的檢驗(yàn)：Fe2+與K3[Fe)6]溶液(黃色)反應(yīng)生成帶有特征藍(lán)色的鐵氰化亞鐵KFe[Fe)6]沉淀。這是檢驗(yàn)溶液中Fe2+的常用方法。交流與討論實(shí)驗(yàn)裝置電流表陽極陰極現(xiàn)象有關(guān)反應(yīng)偏轉(zhuǎn)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)6](鐵氰化鉀)溶液，無明顯變化，即溶液中無Fe2+結(jié)論：Fe電極被保護(hù)，不發(fā)生反應(yīng)。Fe、Zn和經(jīng)過酸化的NaCl溶液構(gòu)成原電池；Zn作負(fù)極被腐蝕，F(xiàn)e作正極被保護(hù)。實(shí)驗(yàn)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)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。交流與討論實(shí)驗(yàn)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；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：裹有銅絲的鐵釘，鐵釘逐漸溶解，鐵釘附近溶液有藍(lán)色沉淀生成；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鋅作負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)：Zn-2e-=Zn2+；鐵作正極，發(fā)生反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH-鐵作正極，不反應(yīng)，被保護(hù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鐵作負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)：Fe-2e-=Fe2+；銅作正極，發(fā)生反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH-Fe2+與[Fe)6]3－反應(yīng)生成帶有特征藍(lán)色的鐵氰化亞鐵沉淀鐵作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，被腐蝕————————————————————————————————————

海水

惰性電極利用“電解池原理”保護(hù)

極金屬陽極陰極e－e－陰“外加電流法”鋼閘門下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是

。⑸⑵⑴⑶⑷規(guī)律(1)與構(gòu)成微電池兩極的材料有關(guān)。兩極材料的活動性差別越大，氧化還原反應(yīng)的速率越

，活潑金屬被腐蝕的速度越

。(2)電解原理引起的腐蝕

原電池原理引起的腐蝕

化學(xué)腐蝕

有防腐措施的腐蝕。（3）同一種金屬的腐蝕：在強(qiáng)電解質(zhì)中

弱電解質(zhì)中

非電解質(zhì)中。（4）一般說來：原電池原理引起的腐蝕

化學(xué)腐蝕

有防腐措施的腐蝕。注意：在鋼鐵的腐蝕過程中，其電化學(xué)腐蝕更嚴(yán)重，在電化學(xué)腐蝕中，吸氧腐蝕更普遍。>>>>>快快>>金屬腐蝕快慢的判斷：一.金屬的腐蝕

1.定義

2.本質(zhì)

3.分類化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕鋼鐵的析氫腐蝕(次要)鋼鐵的吸氧腐蝕（主要）二.金屬的防護(hù)1.電化學(xué)保護(hù)法2.改善金屬的組織結(jié)構(gòu)(內(nèi)因)3.在金屬表面覆蓋保護(hù)層課堂小結(jié)1.下列不能用于金屬防腐處理的是（

）涂油B.改變金屬結(jié)構(gòu)C.鍍上一層耐腐蝕的金屬D.在海輪的船體上鑲銅塊D隨堂練習(xí)A.潮濕疏松透氣的土壤中B.含鐵元素較多的酸性土壤中C.干燥致密不透氣的土壤中D.含碳量較高，潮濕透氣的中性土壤中2.下列情況下，埋在地下的輸油鑄鐵管道被腐蝕最慢的是（）C3.鋼鐵銹蝕過程中可能發(fā)生的變化是(

)①Fe由單質(zhì)轉(zhuǎn)化為+2價(jià)；②Fe由+2價(jià)轉(zhuǎn)化為+3價(jià)；③產(chǎn)生氫氣；④產(chǎn)生氧氣；⑤雜質(zhì)C被氧化除去；⑥Fe（OH）3失水變成Fe2O3·3H2O.

A.①②③⑥

B.①③④