人教版化學(xué)選修四 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)金屬的腐蝕在生活中非常普遍鋼鐵生銹金屬的電化學(xué)腐蝕銅器生銹銅器表面生成銅綠金屬腐蝕我國作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家（2005年全國生產(chǎn)鋼材37117.02萬噸），每年被腐蝕的鐵占到我國鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因?yàn)榻饘俑g而造成的損失占到國內(nèi)生產(chǎn)總值的2%~4%；約合人民幣：3000億元（2005年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值將達(dá)15萬億元）。根據(jù)各國調(diào)查結(jié)果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失大致為該國國民生產(chǎn)總值的4%左右。另據(jù)國外統(tǒng)計(jì)，金屬腐蝕的年損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震（平均值）損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失?？春螅耗阌泻胃邢?？金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴(yán)重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量。腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也經(jīng)常對安全構(gòu)成威脅。國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機(jī)因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染；管道和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會危及工作人員和附近居民的生命安全。一、金屬的電化學(xué)腐蝕金屬陽離子失e-氧化反應(yīng)（三）金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕電化腐蝕金屬原子（二）金屬腐蝕的本質(zhì)：（一）金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。M–ne-→Mn+金屬的電化學(xué)腐蝕金屬與接觸到的干燥氣體（如O2,Cl2,SO2）或非電解質(zhì)液體(如石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕,叫做化學(xué)腐蝕。1、化學(xué)腐蝕（2）原理：（1）定義：金屬跟氧化劑直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)。升溫可加快金屬腐蝕化學(xué)腐蝕家用燃?xì)庠畹闹行牟课缓苋菀咨P食品罐頭盒放在南極80多年了，卻很少生銹化學(xué)腐蝕（3）影響因素：金屬越活潑，所處的環(huán)境溫度越高，氧化劑濃度越大，腐蝕速率越快。電化學(xué)腐蝕的類型析氫腐蝕吸氧腐蝕不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子被氧化，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。2、電化學(xué)腐蝕（1）定義：海邊的鐵制品比較容易生銹思考與交流1、鐵銹的成份是什么？是怎樣形成的？2、將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入如圖所示的具支試管中．幾分鐘后，導(dǎo)管中的水柱上升了，你知道為什么嗎？實(shí)驗(yàn)4-3金屬的電化學(xué)腐蝕鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖鋼鐵的析氫腐蝕示意圖裝置中：負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+正極：O2+2H2O+4e-=

4OH-電池反應(yīng)：2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)2分析：中性或酸性很弱或堿性條件下，易發(fā)生吸氧腐蝕。鋼鐵的吸氧腐蝕4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O進(jìn)一步反應(yīng)：正極：2H++2e-=H2

↑負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+電池反應(yīng)：Fe+2H+=Fe2++H2↑分析：當(dāng)鋼鐵處于酸性氣氛中時(shí)，易發(fā)生析氫腐蝕；析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕。鋼鐵的析氫腐蝕鋼鐵的電化學(xué)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

·xH2O4Fe(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

燒過菜的鐵鍋如果未及時(shí)洗凈（殘液中含NaCl），第二天便出現(xiàn)紅棕色銹斑（主要成分為Fe2O3?nH2O）。請問這種腐蝕是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕?為什么?解析：屬于電化學(xué)腐蝕因?yàn)殍F鍋是由生鐵做成的,鐵鍋生銹是因?yàn)镕e-C-NaCl形成原電池。鐵作負(fù)極，失去電子變成亞鐵離子，從而被腐蝕。1、以下現(xiàn)象與電化腐蝕無關(guān)的是（）

A.黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠

B.生鐵比軟鐵蕊（幾乎是純鐵）容易生銹

C.鐵質(zhì)器件附著銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹

D.銀質(zhì)獎牌久置后表面變暗課堂練習(xí)D若液面上升，則溶液呈

，發(fā)生

腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極：正極：

2、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：弱酸性或中性吸氧2Fe－4e－＝2Fe2+O2+2H2O+4e－＝4OH－(2)若液面下降，則溶液呈

，發(fā)生

腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：正極：較強(qiáng)酸性析氫Fe－2e－＝Fe2+2H++2e－＝H2↑

3、右圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯誤的是()A.生鐵塊中的碳是原電池的正極B.紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤.兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Fe-2e-=Fe2+D.a試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，

b試管中發(fā)生了析氫腐蝕B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；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。1.犧牲陽極的陰極保護(hù)法二、金屬的電化學(xué)保護(hù)犧牲陽極的陰極保護(hù)法示意圖為什么是犧牲陽極的陰極保護(hù)法而不是犧牲負(fù)極的正極保護(hù)法？

原電池中也有陰陽極。

陽極：發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。

陰極：發(fā)生還原反應(yīng)的電極。

正極：電勢較高的電極。

陰極：電勢較低的電極。

原電池的陽極為負(fù)極，陰極為正極；電解池的陽極為正極，陰極為負(fù)極。只要有氧化還原的反應(yīng)發(fā)生就會有陰陽極。

2.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)備的腐蝕。輔助陽極（不溶性）外加電流的陰極保護(hù)法示意圖除此以外還有其它防護(hù)方法？金屬防護(hù)的幾種重要方法①在金屬表面覆蓋保護(hù)層。②改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成合金。③電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護(hù)。

小結(jié)2、2000年5月，保利集團(tuán)在香港拍賣會上花費(fèi)3000多萬港幣購回在火燒圓明園時(shí)流失的國寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]這三件1760年銅鑄的國寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對起原因的分析，最可能的是A、它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金；B、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗