化學(xué)選修四金屬腐蝕及防護(hù)

1、鋼鐵生銹銅器生銹銅器表面生成銅綠 中國航天工業(yè)總公司第三十一研究所近日公中國航天工業(yè)總公司第三十一研究所近日公布了一組數(shù)據(jù)：布了一組數(shù)據(jù)： 全球每全球每一分鐘一分鐘就有就有1 1噸鋼噸鋼腐蝕成鐵銹腐蝕成鐵銹. . 全球每年鋼鐵腐蝕的經(jīng)濟(jì)損失約全球每年鋼鐵腐蝕的經(jīng)濟(jì)損失約1000010000億美億美元元，占各國國民生產(chǎn)總值，占各國國民生產(chǎn)總值GNPGNP的的2%2%4%4%，在，在美國，每年因鋼鐵腐蝕造成的損失就占國內(nèi)美國，每年因鋼鐵腐蝕造成的損失就占國內(nèi)生產(chǎn)總值的生產(chǎn)總值的3%3%，大約三分之一的化學(xué)設(shè)備因，大約三分之一的化學(xué)設(shè)備因局部腐蝕而停工。我國鋼鐵腐蝕經(jīng)濟(jì)損失高局部腐蝕而停工。我國鋼鐵

2、腐蝕經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)達(dá)28002800億人民幣億人民幣，約占國民生產(chǎn)總值，約占國民生產(chǎn)總值GNPGNP的的4%4%，每年約有，每年約有30%30%的鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢。腐的鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢。腐蝕給人類造成的損失是驚人的。蝕給人類造成的損失是驚人的。一、金屬的腐蝕一、金屬的腐蝕1 1、什么是金屬腐蝕？、什么是金屬腐蝕？ 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)而腐蝕損耗的過程。2 2、金屬腐蝕的本質(zhì)是什么、金屬腐蝕的本質(zhì)是什么? ? 是金屬本身失去電子變成陽離子的過程（發(fā)生氧化反應(yīng)）。M - ne- = Mn+3 3、金屬腐蝕的類型有哪些？、金屬腐蝕的類型有哪些？ 金屬跟接觸到的物質(zhì)（如SO2

3、、Cl2、O2等）直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。 不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，發(fā)生原電池反應(yīng)而引起的腐蝕，比較活潑的金屬失去電子被氧化。(次要)(主要)根據(jù)與金屬接觸的介質(zhì)不同升溫可加快升溫可加快金屬腐蝕金屬腐蝕 家用燃?xì)庠畹闹行牟课缓苋菀咨P 食品罐頭放在南極80多年了，卻很少生銹海邊的鐵制品比較容易生銹。海邊的鐵制品比較容易生銹。 為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，而在潮濕的空氣中卻易生銹呢？鋼鐵鋼鐵潮濕空氣潮濕空氣水膜水膜COCO2 2、 SOSO2 2、H H2 2S S電解質(zhì)溶液（電解質(zhì)溶液（H H+ +) )鐵鐵C C 原電池電解質(zhì)溶液形成：H+OH-H2O+CO2H+HCO

4、3-H2O鋼鐵在這過程發(fā)生了鋼鐵在這過程發(fā)生了電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕。 根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性的不同電化學(xué)腐蝕可分為兩種。實(shí)驗(yàn)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=H22H+Fe=Fe2+H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe2O3 nH2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金屬的腐蝕以電化腐蝕為主，電化腐蝕又以吸氧腐蝕為主(pH5.6時(shí))若pH5.6時(shí)則為析氫腐蝕。類型類型化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕發(fā)生的

5、發(fā)生的條件條件電流電流本質(zhì)本質(zhì)相互相互關(guān)系關(guān)系金屬與接觸物直接反應(yīng)不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液形成原電池?zé)o電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕 兩者往往同時(shí)發(fā)生，但電化腐蝕更普遍。化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕比較1.1.埋在地下的輸油鑄鐵管道，在下列各種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情況下被腐蝕速率最慢的是 ( )( ) A A在潮濕疏松的土壤中；在潮濕疏松的土壤中； B B在含鐵元素較多的酸性土壤中；在含鐵元素較多的酸性土壤中； C C在干燥致密不透氣的土壤中；在干燥致密不透氣的土壤中； D D在含碳較多的潮濕透氣的中性土壤在含碳較多的潮濕透氣的中性土壤C C2.

6、2.下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是（下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是（ ） A A黃銅制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠黃銅制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠 B B生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）容易生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）容易 生銹生銹 C C鐵制器件附有銅制配件，在接觸處鐵制器件附有銅制配件，在接觸處 易生鐵銹易生鐵銹 D D銀質(zhì)獎(jiǎng)?wù)戮弥帽砻孀儼点y質(zhì)獎(jiǎng)?wù)戮弥帽砻孀儼礑 D 若液面上升，則溶液呈若液面上升，則溶液呈 ， 發(fā)生發(fā)生 腐蝕腐蝕, ,電極反應(yīng)式為：電極反應(yīng)式為： 負(fù)極：負(fù)極： , , 正極：正極： 。 3.3.如圖如圖, , 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵水槽中試管內(nèi)有一枚鐵 釘，放置數(shù)天觀察：釘，放置數(shù)天觀察：(2)(2

7、)若液面下降，則溶液呈若液面下降，則溶液呈 ， 發(fā)生發(fā)生 腐蝕，電極反應(yīng)式為：腐蝕，電極反應(yīng)式為： 負(fù)極：負(fù)極： ， 正極：正極： 。弱酸性或中性弱酸性或中性吸氧吸氧2Fe 4e2Fe2+O2+2H2O+4e4OH較強(qiáng)酸性較強(qiáng)酸性析氫析氫Fe 2eFe2+2H+2eH2 二、金屬的防護(hù)二、金屬的防護(hù)(1)制成合金（不銹鋼） 改善金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)(內(nèi)因)(2)在金屬表面覆蓋保護(hù)層 電鍍、油漆、鈍化等(3)電化學(xué)保護(hù)法 犧牲陽極的陰極保護(hù)法、 外加直流電源的陰極保護(hù)法形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。將被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備（如鋼閘門）做陰極，用惰性電極做輔助陽極，在外加直流電作用下，電子被迫流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備，使鋼鐵表面的腐蝕電流降至零或接近等于零。輔助陽極輔助陽極（不溶性）（不溶性）外加電流的陰極保護(hù)法示意圖烤藍(lán)烤藍(lán)涂機(jī)油涂機(jī)油烤漆烤漆涂凡士林涂凡士林鍍鋅鍍鋅鍍鉻鍍鉻交流研討 自行車的金屬部件采用了什么樣的防護(hù)措施自行車的金屬部件采用了什么樣的防護(hù)措施? ?4.4.下列裝置中