電化學(xué)腐蝕和防護

金屬的電化腐蝕和防護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。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。閱讀：金屬腐蝕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)常對平安構(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平安。金屬的腐蝕與防護1．金屬的腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕定義特點本質(zhì)聯(lián)系金屬與接觸到的物質(zhì)(如O2、Cl2、H2SO4等)直接發(fā)生化學(xué)反響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M―ne－===Mn＋金屬失電子變成金屬陽離子而被氧化兩種腐蝕往往同時發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，危害更嚴重[P23活動與探究]1、向復(fù)原鐵粉中參加炭粉的作用是什么？2、兩個實驗的現(xiàn)象有何差異？產(chǎn)生差異的可能原因是什么？a導(dǎo)管中液面上升吸氧腐蝕b導(dǎo)管中液面下降析氫腐蝕類型析氫腐蝕吸氧腐蝕形成條件電極反應(yīng)負極正極總反應(yīng)式其他反應(yīng)普遍性析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較水膜酸性較強〔PH<4.3〕水膜酸性很弱或中性Fe―2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑2H2O＋O2＋4e－===4OH－Fe+2H＋==Fe2＋+H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)24Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3Fe(OH)3失去局部結(jié)晶水生成鐵銹〔Fe2O3·xH2O〕吸氧腐蝕比析氫腐蝕更普遍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，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，其外表至今很少有鐵銹出現(xiàn)。在較低溫度下，腐蝕更難進行。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)化工廠排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。2.金屬腐蝕快慢的判斷方法(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＞有防護措施的腐蝕(2)同一金屬在不同電解質(zhì)溶液中的腐蝕速率強電解質(zhì)＞弱電解質(zhì)＞非電解質(zhì)(3)原電池原理引起的腐蝕速率兩電極金屬活動性相差越大，越易腐蝕(4)對于同一電解質(zhì)溶液來說電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快(1)改變金屬的成分〔制成合金、不銹鋼〕(2)在金屬外表覆蓋保護層(如電鍍、油漆等)(3)電化學(xué)保護法3．金屬的防護②外加電源的陰極保護法〔電解裝置〕①犧牲陽極的陰極保護法〔原電池裝置〕正極→被保護的金屬負極→比正極活潑的金屬陰極→被保護的金屬〔與電源負極相連〕陽極→惰性電極〔與電源正極相連〕1、以下有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的選項是()A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護B．鐵遇冷濃硝酸表現(xiàn)鈍化，可保護內(nèi)部不被腐蝕C．鋼管與銅管露天堆放在一起時，鋼管不易被腐蝕D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反響是Fe－3e－===Fe3＋B2、以下各種方法中，能對金屬起到阻止或減緩腐蝕作用的措施是()①金屬外表涂抹油漆②改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)③保持金屬外表清潔枯燥④在金屬外表進行電鍍⑤使金屬外表形成致密的氧化物薄膜A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤ D．全部D3、如下圖，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為⑤>④>②>①>③>⑥4、為了探究金屬腐蝕的條件和快慢，某課外學(xué)習(xí)小組用不同的細金屬絲將三根大小相同的普通鐵釘分別固定在如下圖的三個裝置內(nèi)，并將這些裝置在相同的環(huán)境中放置相同一段時間，以下對實現(xiàn)結(jié)果的描述不正確的選項是()AA．實驗結(jié)束時，裝置①比裝置②左側(cè)的液面低B．實驗結(jié)束時，裝置②左側(cè)的液面會下降C．實驗結(jié)束時，鐵釘b腐蝕最嚴重D．實驗結(jié)束時，鐵釘c幾乎沒有腐蝕5、利用以下圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護。〔1〕假設(shè)X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于________處?！?〕假設(shè)X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護法稱為。N犧牲陽極的陰極保護法6、2000年5月，保利集團在香港拍賣會上花費3000多萬港幣購回在火燒圓明園時流失的國寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時間稍久容易出現(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，以下對起原因的分析，最可能的是〔〕A、它們的外表都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金B(yǎng)、環(huán)境污染日趨嚴重，它們外表的銅綠被酸雨溶解洗去C、銅的金屬活動性比氫小，因此不宜被氧化D、它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金D7、相同材質(zhì)的鐵在圖中四種情況下最不易被腐蝕的是()C8、以下有關(guān)金屬腐蝕與防護的說法正確的選項是〔〕A.純銀器外表在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B.當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護作用C.在海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護法D.可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護它不受腐蝕AC9、〔2023·上海高考〕如圖裝置中,U形管內(nèi)為紅墨水,a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液,各參加生鐵塊,放置一段時間。以下有關(guān)描述錯誤的選項是〔〕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響式是:Fe-2e-====Fe2+D.