第四節(jié)金屬腐蝕和化學(xué)防護(hù)

第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)問(wèn)題討論鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，若在潮濕的環(huán)境里長(zhǎng)期放置，常易生銹變紅，原因是什么？活動(dòng)與探究P91向鐵粉中加入少量的炭粉，混合均勻后，撒入內(nèi)壁分別用氯化鈉和稀醋酸潤(rùn)濕過(guò)的兩支試管分別標(biāo)記為a、b中，按圖1-28裝置好儀器。幾分鐘后，打開(kāi)止水夾，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。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：裝置a中的導(dǎo)管中水柱上升，裝置b中的導(dǎo)管中水柱下降。思考：導(dǎo)管中的水柱變化說(shuō)明什么問(wèn)題？討論，小結(jié)：裝置a中的導(dǎo)管中水柱上升，說(shuō)明大試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，a裝置中有氣體參加反應(yīng)。裝置b中的導(dǎo)管中水柱下降，說(shuō)明大試管內(nèi)有氣體生成。思考：向鐵粉中加入炭粉的作用是什么？在a裝置中鐵、炭、氯化鈉溶液及b裝置中鐵、炭、醋酸均構(gòu)成原電池，能加快化學(xué)反應(yīng)速率。學(xué)生活動(dòng)請(qǐng)大家根據(jù)原電池原理，寫(xiě)出電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式。a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：中性或弱酸性或堿性條件下，易發(fā)生吸氧腐蝕。4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3a裝置中：進(jìn)一步反應(yīng)：

Fe(OH)3脫去一部分水就生成Fe2O3·xH2O正極：2H++2e-=H2

↑負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+b裝置中:電池反應(yīng)：Fe+2H+=Fe2++H2↑分析：當(dāng)鋼鐵處于酸性氛圍中時(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。結(jié)合課本P84相關(guān)內(nèi)容1、什么是金屬腐蝕？有哪些類(lèi)別？2、金屬腐蝕本質(zhì)是什么？3、什么是電化學(xué)腐蝕？有哪些類(lèi)別？分別發(fā)生哪些電極反應(yīng)？知識(shí)總結(jié)金屬陽(yáng)離子失e-氧化反應(yīng)3、金屬腐蝕的類(lèi)型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕（常見(jiàn)普遍）一、金屬腐蝕金屬原子2、金屬腐蝕的本質(zhì)：1、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(guò)程。M–ne-→Mn+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)系金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸無(wú)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(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·xH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱或堿性電極反應(yīng)負(fù)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(qǐng)解釋下列有關(guān)鐵生銹現(xiàn)象的原因。1.相對(duì)于在內(nèi)河行駛的輪船來(lái)說(shuō)，海輪更容易被腐蝕。因?yàn)楹Ｋ泻休^多的氯化鈉等鹽類(lèi)，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強(qiáng)，而在電解質(zhì)溶液中，電化學(xué)腐蝕更容易進(jìn)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(shuō)明在較高溫度下，腐蝕更易進(jìn)行。

請(qǐng)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？交流與討論請(qǐng)大家閱讀課本Ｐ86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(yáng)極保護(hù)法二、金屬的電化學(xué)保護(hù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法示意圖2.外加電流法將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，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(yáng)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。（如噴油漆，涂油脂，電鍍，噴鍍或表面鈍化等）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)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(fù)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(fù)極：正極：。（2）中性或堿性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑2、2000年5月，保利集團(tuán)在香港拍賣(mài)會(huì)上花費(fèi)3000多萬(wàn)港幣購(gòu)回在火燒圓明園時(shí)流失的國(guó)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(guó)寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對(duì)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；