第四節(jié) 金屬電化學(xué)腐蝕與防護課件

看后：你有何感想？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，因為金屬腐蝕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，金屬腐蝕的年損失遠遠超過水災(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。金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴重的是金屬制品結(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。面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實，大家有沒有想過，鐵怎么會被腐蝕？怎樣防腐？第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護1、2、金屬陽離子失e-氧化反應(yīng)分類化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕（常見普遍）金屬原子本質(zhì)：3、概念：金屬（或合金）跟周圍接觸到的氣體（或液體）發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。一、金屬的腐蝕

（1）金屬的化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。

特點：反應(yīng)簡單、金屬與氧化劑之間的氧化還原反應(yīng)。

（2）電化學(xué)腐蝕：不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子被氧化的腐蝕。4.化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較:化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)聯(lián)系金屬跟氧化性的物質(zhì)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兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖5.鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強水膜呈中性或酸性很弱電極反應(yīng)負極Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正極C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系課堂練習(xí)1、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）若液面上升，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕,電極反應(yīng)式為：負極：,正極：若液面下降，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：負極：正極：。（2）中吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑交流與討論鐵生銹除了必須有空氣及水的參與外，還受其他一些因素的影響。請解釋下列有關(guān)鐵生銹現(xiàn)象的原因。1.相對于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。因為海水中含有較多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強，而在電解質(zhì)溶液中，電化學(xué)腐蝕更容易進行。2.1910年遺留在南極的食品罐頭盒，其表面至今很少有鐵銹出現(xiàn)。是由于南極的溫度常年在0℃以下，說明在較高溫度下，腐蝕更易進行。交流與討論3.用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。是由于鐵與銅及空氣中的水蒸汽構(gòu)成了原電池，鐵作原電池的負極，因此鐵易被腐蝕而生銹。4.當(dāng)化工廠派出的廢氣為酸性氣體時,工廠附近的鐵制品容易生銹。說明鐵制品在酸性條件下比在中性條件下更容易被腐蝕。

請大家根據(jù)鐵生銹的原理，思考應(yīng)采取什么措施防止鐵生銹？交流與討論二、金屬的防護1．金屬的電化學(xué)防護 (1)犧牲陽極的陰極保護法：

應(yīng)用_______原理，讓被保護金屬作___極，另找一種活潑性較強的金屬作___極。

如圖所示：原電池正負 (2)外加電流的陰極保護法：

利用_____原理，把被保護的鋼鐵設(shè)備作為__極，用________作為輔助陽極，在電解質(zhì)溶液里，接外加_________。

如圖所示：電解惰性電極陰直流電源除此以外還有哪些防護方法？2．改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)

制成防腐_____。如不銹鋼。3．加保護層

如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或使其鈍化等。合金金屬防護的幾種重要方法:①在金屬表面覆蓋保護層。

②改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，制成合金。③電化學(xué)保護法，即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護。歸納與整理

5．在鐵的表面鍍上一層其他金屬是常見的防止鐵生銹的方法，常見的有鍍錫(馬口鐵)和鍍鋅(白鐵皮)，為什么鍍層破損后，鍍鋅鋼板(白鐵皮)比鍍錫鋼板(馬口鐵)耐腐蝕？

答案鍍層破損后，白鐵皮形成原電池時，因為鋅比鐵活潑，易失去電子，從而保護了鐵；而馬口鐵破損后，因為形成原電池時，鐵比錫活潑，鐵被腐蝕。所以在鍍層

破損后，馬口鐵比白鐵皮更易被腐蝕。交流與討論變式訓(xùn)練1如圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時，由快到慢的順序是 (

) A．④②①③ B．②①③④ C．④②③① D．③②④①

答案

A

解析

④中Fe作陽極，腐蝕最快。③中Fe作正極，被保護，腐蝕慢。②中Fe作負極，被腐蝕。結(jié)論：判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律電解池→外界力量→外力無法抗拒電解池的陽極＞原電池的負極＞化學(xué)腐蝕＞原電池的正極＞電解池的陰極1、電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞防腐措施的腐蝕2、對同一種金屬來說，腐蝕的快慢：強電解質(zhì)