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1、第四章 电化学基础,第4节 金属的电化学腐蚀与防护,金属的腐蚀在生活中非常普遍,钢铁生锈,铜器生锈,铜器表面生成铜绿,一、金属的腐蚀,1.定义：金属跟周围接触到的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。,2.本质：金属失去电子被氧化,3.种类：化学腐蚀、电化学腐蚀 （根据与金属接触的介质不同）,金属的化学腐蚀受哪些因素的影响？,温度,（1）化学腐蚀 金属跟接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2）或非电解质液体（如石油）直接发生化学反应,做饭用的铁锅日久天长越用越薄, 你知道为什么吗？,（2） 电化学腐蚀,电化学腐蚀是造成钢铁 腐蚀的主要原因,不纯的金属跟电解质溶液接触时，
2、会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。,电解质溶液与铁和铁中少量的碳构成了原电池的两极,H2O+CO2 H2CO3 H+HCO3,在潮湿的空气里，钢铁的表面吸附了一层 薄薄的水膜，水膜又溶解来自大气中的CO2、 SO2、H2S，使水膜中含有一定量的H+,铁是负极，碳是正极，在正极，H+得到电子,析氢腐蚀,条件： 酸性环境,Fe2+2OH=Fe(OH) 2,4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O=4Fe(OH)3,条件：中性或酸性极弱环境,吸氧腐蚀,水膜的酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气,析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）,2H+2e- =H2,Fe -
3、2e - = Fe2+,O2+2H2O+4e- =4OH-,课堂练习,1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：,（1）,若液面上升，则溶液呈 性，发生 腐蚀,电极反应式为：负极： , 正极：,若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极： 正极： 。,（2）,中性或碱性,吸氧,Fe2e-Fe2+,O2+2H2O+4e-4OH,酸性,析氢,Fe2e-Fe2+,2H+2e-H2,化学腐蚀与电化学腐蚀的比较,二.金属的防护方法,1.在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。 2.用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、
4、锡、铬、镍等。这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。 3.用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化膜。如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化三铁薄膜等。 详情请参考： ,1.保护层法：,在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀。,圆明圆国宝 十二生肖图,普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是Cu2(OH)2CO3 ,1760年铜铸的国宝在240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是 A.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金； B.环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去； C.铜
5、的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化； D.它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金,2.改变金属内部组织结构法,如：将钢铁加入镍、铬制成不锈钢。,（1）牺牲阳极的阴极保护法,发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极（阳极）的 金属被腐蚀，作为正极（阴极）的金属不被腐蚀。让被保护金属成为正极（阴极），则该金属不会被腐蚀,在被保护的钢铁设备上装若干镁铝合金或锌块,镁、锌比铁活泼，它们成为原电池负极（阳极），不断遭受腐蚀，而作为正极（阴极）的钢铁设备就被保护了下来牺牲阳极的阴极保护法,3.金属的电化学防护,将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极，用惰性电极做辅助阳极，在外加直流电作用下，电子被迫流向被保护的钢
6、铁设备，使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零,外加电流的阴极保护法示意图,（2）外加电流的阴极保护法,三、金属的腐蚀与防护规律,在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：,电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀,防腐措施由好到坏的顺序如下：,外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件保护无防腐条件,下列事实不能用电化学理论解释的是 A.铝片不用特殊方法保护 B.镀锌铁比镀锡铁耐用 C.轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块 D.纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后速率加快,过关训练1,表面镀有保护金属层的铁片，当镀层有 破损时比普通铁片更易腐蚀的是 A白铁（镀锌铁） B马口铁（镀锡铁） C镀镍铁 D镀铜铁,过关训练2,
