第三單元 金屬的腐蝕與防護(hù)

1、第三單元第三單元 金屬的腐蝕與防護(hù)金屬的腐蝕與防護(hù)以下是鋼鐵生銹的圖片：以下是鋼鐵生銹的圖片： 通過觀察上述圖片思考以下兩個(gè)問題：通過觀察上述圖片思考以下兩個(gè)問題：（1 1）金屬怎么會(huì)被腐蝕？）金屬怎么會(huì)被腐蝕？（2 2）怎樣防止金屬腐蝕？）怎樣防止金屬腐蝕？1.1.了解金屬腐蝕的原因，能辨別金屬發(fā)生腐蝕的類了解金屬腐蝕的原因，能辨別金屬發(fā)生腐蝕的類型。型。2.2.了解金屬電化學(xué)腐蝕的原因及反應(yīng)原理。了解金屬電化學(xué)腐蝕的原因及反應(yīng)原理。（重點(diǎn)）（重點(diǎn)）3.3.了解金屬防護(hù)的一般方法及金屬電化學(xué)防護(hù)的原了解金屬防護(hù)的一般方法及金屬電化學(xué)防護(hù)的原理。理。（重點(diǎn)）（重點(diǎn)）越王勾踐劍越王勾踐劍鐵銹的主

2、要成分：鐵銹的主要成分：FeFe2 2O O3 3xHxH2 2O O銅綠的的主要成分：銅綠的的主要成分：CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3一、金屬腐蝕的本質(zhì)一、金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬或合金與周圍環(huán)境的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引是金屬或合金與周圍環(huán)境的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起腐蝕損耗的過程。起腐蝕損耗的過程。M - neM - ne- - = M = Mn+n+1.1.化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕金屬與其他物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起金屬與其他物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕叫做化學(xué)腐蝕。的腐蝕叫做化學(xué)腐蝕。2.2.電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕不純的金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)，使較活潑的金不純的

3、金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)，使較活潑的金屬失電子被氧化而引起的腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。屬失電子被氧化而引起的腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。二、金屬腐蝕的類型二、金屬腐蝕的類型3.3.化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的比較化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的比較相互關(guān)系相互關(guān)系反應(yīng)反應(yīng)現(xiàn)象現(xiàn)象條件條件電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕同時(shí)發(fā)生，化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍但電化學(xué)腐蝕更普遍較活潑的金屬被氧化較活潑的金屬被氧化金屬被氧化金屬被氧化有微弱的電流產(chǎn)生有微弱的電流產(chǎn)生不產(chǎn)生電流不產(chǎn)生電流不純金屬或合金跟不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸電解質(zhì)溶液接觸金屬跟接觸金屬跟接觸的物質(zhì)反應(yīng)的物質(zhì)反應(yīng)鋼

4、鐵在干燥的空氣里長(zhǎng)時(shí)間不易被腐蝕鋼鐵在干燥的空氣里長(zhǎng)時(shí)間不易被腐蝕, ,但在潮但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕濕的空氣里卻很快被腐蝕, ,這是什么原因呢這是什么原因呢? ? 在潮濕的空氣里在潮濕的空氣里, ,鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水中溶有膜。水中溶有O O2 2、COCO2 2、SOSO2 2等氣體，這樣在鋼鐵表面等氣體，這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜, ,它跟鋼鐵里的鐵和少它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成無數(shù)微小的原電池。量的碳構(gòu)成無數(shù)微小的原電池。向鐵粉中加入少量的炭粉，混合均勻后，撒入內(nèi)壁分向鐵粉中加入少量的炭粉，混合均勻后，

5、撒入內(nèi)壁分別用稀醋酸和氯化鈉潤(rùn)濕過的兩支具支試管別用稀醋酸和氯化鈉潤(rùn)濕過的兩支具支試管( (分別標(biāo)記分別標(biāo)記為為A A、B)B)中，按圖組裝好儀器。幾分鐘后，打開止水夾，中，按圖組裝好儀器。幾分鐘后，打開止水夾，觀察、比較導(dǎo)管中水柱（在水中滴加幾滴紅墨水）的觀察、比較導(dǎo)管中水柱（在水中滴加幾滴紅墨水）的變化和試管中的現(xiàn)象。變化和試管中的現(xiàn)象。A AB B【活動(dòng)與探究活動(dòng)與探究】A A裝置中裝置中: :正極：正極： 2H2H+ + 2e+ 2e- - = H = H2 2 負(fù)極：負(fù)極： Fe - Fe - 2 2e e- - = = Fe Fe2+2+電池反應(yīng)：電池反應(yīng)： Fe + 2HFe +

6、 2H+ + = Fe= Fe2+ 2+ + H+ H2 2 分析：分析：當(dāng)鋼鐵處于當(dāng)鋼鐵處于酸性酸性條件中時(shí)，易發(fā)生條件中時(shí)，易發(fā)生析氫腐蝕析氫腐蝕。說明裝置說明裝置A A中有中有氣體生成氣體生成。H H2 2裝置裝置A A中的導(dǎo)管中水柱下降。中的導(dǎo)管中水柱下降。裝置裝置B B中的導(dǎo)管中中的導(dǎo)管中水柱上升水柱上升，說明說明裝置裝置B B中有中有氣體參加氣體參加反應(yīng)。反應(yīng)。負(fù)極：負(fù)極： 2 2Fe-Fe-4 4e e- -= =2=2FeFe2+2+正極：正極： O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -電池反應(yīng)：電池反應(yīng)： 2Fe+2Fe+ O O2 2+2H

7、+2H2 2O O = 2Fe(OH)= 2Fe(OH)2 2分析：分析：當(dāng)鋼鐵處于當(dāng)鋼鐵處于中性中性或或堿性堿性條件下，易發(fā)生條件下，易發(fā)生吸氧腐吸氧腐蝕蝕。B B裝置中：裝置中：O O2 24.4.金屬腐蝕快慢的判斷：金屬腐蝕快慢的判斷：(1)(1)與構(gòu)成微電池兩極的材料有關(guān)。兩極材料的活動(dòng)性差別與構(gòu)成微電池兩極的材料有關(guān)。兩極材料的活動(dòng)性差別越大，氧化還原反應(yīng)的速率越越大，氧化還原反應(yīng)的速率越 ，活潑金屬被腐蝕的，活潑金屬被腐蝕的速度越速度越 。(2) (2) 電解原理引起的腐蝕電解原理引起的腐蝕 原電池原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕 有防腐措施的腐蝕。有防腐措施的

8、腐蝕。（3 3）同一種金屬的腐蝕：在強(qiáng)電解質(zhì)中）同一種金屬的腐蝕：在強(qiáng)電解質(zhì)中 弱電解質(zhì)弱電解質(zhì)中中 非電解質(zhì)中。非電解質(zhì)中。注意：注意：在鋼鐵的腐蝕過程中，其電化學(xué)腐蝕更嚴(yán)重，在電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?；瘜W(xué)腐蝕中，吸氧腐蝕更普遍。 快快快快請(qǐng)大家根據(jù)鐵請(qǐng)大家根據(jù)鐵生銹的原理，生銹的原理，思考應(yīng)采取什思考應(yīng)采取什么措施防止鐵么措施防止鐵生銹？生銹？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三、金屬的防護(hù)三、金屬的防護(hù)金屬作為原電池的正極（犧牲陽極的陰極保護(hù)法）金屬作為原電池的正極（犧牲陽極的陰極保護(hù)法）金屬作為電解池的陰極（外

9、加電流的陰極保護(hù)法）金屬作為電解池的陰極（外加電流的陰極保護(hù)法）如把碳素鋼制成不銹鋼。如把碳素鋼制成不銹鋼。2.2.覆蓋保護(hù)層覆蓋保護(hù)層如涂油、涂漆、覆蓋塑料如涂油、涂漆、覆蓋塑料如烤藍(lán)、電鍍鋅、鍍?nèi)缈舅{(lán)、電鍍鋅、鍍鉻鉻等易氧化形成致等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保護(hù)層的金屬密的氧化物薄膜作保護(hù)層的金屬3.3.電化學(xué)保護(hù)法：電化學(xué)保護(hù)法：1.1.改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu), ,原理原理 ：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；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。而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。（1 1） 犧牲陽極的陰極

10、保護(hù)法犧牲陽極的陰極保護(hù)法犧牲陽極犧牲陽極的的陰極保護(hù)法陰極保護(hù)法示意圖示意圖3.電化學(xué)保護(hù)法電化學(xué)保護(hù)法（2 2）外加電流的陰極保護(hù)法）外加電流的陰極保護(hù)法 將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極使被保護(hù)的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備得到保護(hù)。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。的腐蝕。輔助陽極輔助陽極（不溶性）（不溶性）-方法方法防腐效果防腐效果價(jià)格價(jià)格鍍塑鍍塑差差便宜便宜 涂油漆涂油漆 一般一般便宜便宜 鍍錫鍍錫

11、 好好中等中等鍍鉻鍍鉻好好昂貴昂貴 鍍鋅鍍鋅很好很好中等中等使用不銹鋼使用不銹鋼很好很好昂貴昂貴 鐵器烤藍(lán)鐵器烤藍(lán) 好好中等中等金屬常用防腐蝕方法的比較金屬常用防腐蝕方法的比較 該劍該劍19651965年冬出土于湖北江陵年冬出土于湖北江陵“望山一號(hào)望山一號(hào)”楚墓內(nèi)棺中，位于墓主人楚墓內(nèi)棺中，位于墓主人的左側(cè)，出土?xí)r插在髹漆的木質(zhì)劍鞘的左側(cè)，出土?xí)r插在髹漆的木質(zhì)劍鞘內(nèi)。這座墓葬深埋在數(shù)米的地下，一內(nèi)。這座墓葬深埋在數(shù)米的地下，一槨兩棺，層層相套，槨室四周用一種槨兩棺，層層相套，槨室四周用一種質(zhì)地細(xì)密的白色黏土、考古學(xué)界稱之質(zhì)地細(xì)密的白色黏土、考古學(xué)界稱之為為“白膏泥白膏泥”進(jìn)行填塞，其下部采用進(jìn)

12、行填塞，其下部采用的還是經(jīng)過人工淘洗過的白膏泥，致的還是經(jīng)過人工淘洗過的白膏泥，致密性更好。密性更好。越王勾踐劍為何越王勾踐劍為何千年不銹？千年不銹？ 越王勾踐劍采用青銅鑄造而成，這已經(jīng)為現(xiàn)代科越王勾踐劍采用青銅鑄造而成，這已經(jīng)為現(xiàn)代科學(xué)分析所證實(shí)。學(xué)分析所證實(shí)。 “ “望山一號(hào)望山一號(hào)”楚墓處在現(xiàn)在荊州附近的漳河二干楚墓處在現(xiàn)在荊州附近的漳河二干渠上，地下水位較高，該墓的墓室曾經(jīng)長(zhǎng)期被地下水渠上，地下水位較高，該墓的墓室曾經(jīng)長(zhǎng)期被地下水浸泡，地下水酸堿性不大，基本上為中性，這從該墓浸泡，地下水酸堿性不大，基本上為中性，這從該墓出土的大量精美的漆木器保存情況較好而得到證實(shí)。出土的大量精美的漆木

13、器保存情況較好而得到證實(shí)。地下水浸泡后，墓室內(nèi)空氣的含量更少。地下水浸泡后，墓室內(nèi)空氣的含量更少。1.1.金屬腐蝕的本質(zhì)金屬腐蝕的本質(zhì) 2.2.金屬腐蝕的類型金屬腐蝕的類型4.4.金屬常用防腐蝕方法的比較金屬常用防腐蝕方法的比較(2)(2)覆蓋保護(hù)層覆蓋保護(hù)層(1)(1)改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變內(nèi)部結(jié)構(gòu) 3.3.金屬的防護(hù)金屬的防護(hù)(3)(3)電化學(xué)保護(hù)法電化學(xué)保護(hù)法(1)(1)化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕(2)(2)電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕a.a.析氫腐蝕析氫腐蝕b.b.吸氧腐蝕吸氧腐蝕1.(20131.(2013北京高考）下列金屬防腐的措施中，使北京高考）下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護(hù)法的是（用外加

14、電流的陰極保護(hù)法的是（ ）A.A.水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極B.B.金屬護(hù)欄表面涂漆金屬護(hù)欄表面涂漆C.C.汽車底盤噴涂高分子膜汽車底盤噴涂高分子膜D.D.地下鋼管連接鎂塊地下鋼管連接鎂塊A A2.2.鋼鐵在銹蝕過程中，下列鋼鐵在銹蝕過程中，下列5 5種變化可能發(fā)生的是種變化可能發(fā)生的是 （ ） FeFe由由+2+2價(jià)轉(zhuǎn)化為價(jià)轉(zhuǎn)化為+3+3價(jià)價(jià)O O2 2被還原被還原產(chǎn)生產(chǎn)生H H2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3失水形成失水形成FeFe2 2O O3 3 H H2 2O O雜質(zhì)碳被氧化除去雜質(zhì)碳被氧化除去A.A. B. B. C.C. D. D.C C3.(201

15、23.(2012海南高考海南高考) ) 下列敘述錯(cuò)誤的是下列敘述錯(cuò)誤的是( () )A.A.生鐵中含有碳生鐵中含有碳, ,抗腐蝕能力比純鐵弱抗腐蝕能力比純鐵弱B.B.用錫焊接的鐵質(zhì)器件用錫焊接的鐵質(zhì)器件, ,焊接處易生銹焊接處易生銹C.C.在鐵制品上鍍銅時(shí)在鐵制品上鍍銅時(shí), ,鍍件為陽極鍍件為陽極, ,銅鹽為電鍍液銅鹽為電鍍液D.D.鐵管上鑲嵌鋅塊鐵管上鑲嵌鋅塊, ,鐵管不易被腐蝕鐵管不易被腐蝕C C4 4如圖所示，甲、乙兩試管中各放一枚鐵釘，甲試如圖所示，甲、乙兩試管中各放一枚鐵釘，甲試管中為管中為NaClNaCl溶液，乙試管中為溶液，乙試管中為NHNH4 4ClCl溶液溶液( (溶液呈弱酸溶液呈弱酸性性) )。數(shù)天后觀察到的現(xiàn)象是。數(shù)天后觀察到的現(xiàn)象是_，甲中正極反應(yīng)為，甲中正極反應(yīng)為 。乙中正極反應(yīng)為乙中正極反應(yīng)為 。試管中殘留氣體平均相