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1、第四章 电化学基础第四节 金属的电化学腐蚀与防护创设情景创设情景金属腐蚀 我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生 产钢材37117.02万吨） ，每年被腐蚀的铁占到我国钢 铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占 到国内生产总值的2%4%；约合人民币：3000亿元（ 2005年我国国内生产总值将达15万亿元） 。 根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经 济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。 另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火 灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不 包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接 损失。看后：你有何感想？ 金属腐
2、蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失， 更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属 本身要大到无法估量。 腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。 国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因 某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌 陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化 工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道 和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体 如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和 附近居民的生命安全。 面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害 事实，大家有没有想过，铁怎么会被 腐蚀？怎样防腐？问题讨论钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，它 们在什么条件
3、下易生锈？ 试设计实验来 证明你的结论。活动探究钢铁及其制品等生锈的条件实验结论： 。问题讨论钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若 在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长 期放置，常易生锈变红，原因是什么？活动与探究 P91向铁粉中加入少量的炭粉，混合 均匀后，撒入内壁分别用氯化钠 和稀醋酸润湿过的两支试管分别 标记为a、b中，按图1-28装置好 仪器。几分钟后，打开止水夹， 观察、比较导管中水柱（在水中 滴加几滴红墨水）的变化和试管 中的现象。实验现象 ：装置a中的导管中水柱上升，装置b中的导管 中水柱下降。 思考：导管中的水柱变化说明什么问题？讨论，小结：装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气
4、体压强 减小， a装置中有气体参加反应。装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成 。思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？在a装置中铁、炭、氯化钠溶液及b装置中铁、炭 、醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率。学生活动请大家根据原电池原理，写出电极反应式及电池反应 方程式。 a装置中：负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-电池反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2分析：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀 。4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n) H
5、2Oa装置中：进一步反应：正极： 2H+ 2e- =H2 负极： Fe - 2e- = Fe2+b装置中:电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 分析：当钢铁处于酸性气氛中时，易发生析氢腐蚀；析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。结合课本P90-P91相关内容1、什么是金属腐蚀？有哪些类别？ 2、化学腐蚀和哪些因素有关？ 3、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？分别发 生哪些电极反应？知识总结金属阳离子失e-氧化反应3、金属腐蚀的类型化学腐蚀电化腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀（常见普遍）一、金属腐蚀金属原子2、金属腐蚀的本质 ：1、金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发 生氧化还原反应而腐蚀损
6、耗的过程。M neM ne- -MMn+n+化学腐蚀与电化腐蚀的比较:化学腐蚀蚀电电化腐蚀蚀条件现现象本质质联联系金属跟非金属单质单质 直 接接触不纯纯金属或合金 跟电电解质质溶液接触无电电流产产生有微弱电电流产产生金属被氧化较较活泼泼金属被氧化两者往往同时发时发 生，电电化腐蚀蚀更普遍钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O （铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱或碱性 。电极反应负极Fe(- )Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+ 正极C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应:Fe +
7、 2H+ =Fe2+ + H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系交流与讨论铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素 的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河 的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行 。2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有 铁锈出现。是由于南极的温度常年在0以下，说明在较高温度下 ，腐蚀更易进行。交流与讨论3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电
8、池，铁作原 电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品 容易生锈。说明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀 。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 请大家根据铁生锈的原理，思考 应采取什么措施防止铁生锈？交流与讨论请大家阅读课本92-93原理 ：形成原电池反应时
9、，让被保护金属做正 极，不反应，起到保护作用；而活泼金 属反应受到腐蚀。1.牺牲阳极保护法二、金属的电化学保护 牺牲阳极的阴极保护法示意图2.外加电流法将被保护金属与另一附加电极作为电解池的 两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流 电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止 土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。辅助阳极 （不溶性 ） 外加电流的阴极保护法示意图除此以外还有其它防护方法？金属防护的几种重要方法 在金属表面覆盖保护层。 改变金属内部的组织结构，制成合金。 电化学保护法，即将金属作为原电池的 正极或电解池的阴极而受到保护。小结2、2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多
10、万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首 、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其 主要成分是Cu2(OH)2CO3这三件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；（ D ）课堂练习探究一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐 蚀？为什么？探究二、纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？如 果向酸中再加入硫酸铜又会什么现象？3.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
11、(5) (2) (1) (3) (4)课堂练习； http:/ 虚拟货币 区块链 ICO投资 ICO项目 比特币 swc16tvt 这个酒店几次了。我来这里，本不为品尝你家的特色饭菜，只为了欣赏这兄妹三人的拉奏演唱技艺噢！本来嘛，我是想呢，这天长日久的，慢 慢地享受这份惬意该有多好啊！可看到你这酒店门口新张贴出来的那招聘启示，他们是不想在这里演唱下去了啊！唉，实在没有办法啊，我只 好叫上我的朋友们来了。我们想一次听个够，过足这个瘾！怎么，不可以吗？”酒店老板搓搓手，为难地看看耿正兄妹三人，再次向阔佬和与 他同桌坐的那帮人拱手，说：“这不可以的，他们兄妹仨是契约期满了才辞去不做的。我们酒店也只能
12、按照规矩办事，不能强留”蛮横的阔佬 更加傲慢了，毫不客气地向酒店老板用力一摆手，大声说：“那就请老板下去吧，我们也是按照规矩办事啊！他们现在不是还在履行你们之间 的契约吗？我们有权利点唱是不是？我们这是在表达对他们这个演唱班的喜欢和不舍呢！兄弟们，想听哪个段子，继续给我点！”酒店老板赶 快给这个蛮横不讲理的阔佬鞠躬，低声下气地说：“别，别别别，吴大员外您听我说，还请您和各位兄弟们高抬贵手，您今儿个晚上的这桌饭 菜，我们酒店权当赠送了，只是请求各位不要为难他们三个。他们经常演唱的节目都挺不错的，可以多给各位演唱几段啊！酒店今儿个晚上延 长半个时辰打烊怎么样？”阔佬环顾他的狐朋狗友们，假惺惺地问：
13、“怎么样，你们给老板这个面子吗？”这帮家伙们自然明白主子的意思， 立马就七嘴八舌地叫嚣起来：“一桌子饭菜算个鸟，我们要听新词曲儿！”“不行，我们要听新词曲儿！”“不行，必须按照我们的要求演唱 ！”酒店老板急得干瞪眼儿，张着两手语无伦次：“这，这”无奈之下，他只能给蛮横的阔佬再次鞠躬，更加低声下气地说：“还请吴大员外 劝止你的兄弟们”阔佬干笑两声，十二分傲慢地说：“办法倒也有一个，只是不知道你们能不能答应我们的要求噢！”酒店老板赶快连声说： “您请说，您请说！”没有想到，这蛮横的阔佬三角眼一瞪，大声说：“他们三个必须得继续在你的这个酒店里演唱下去！”看到酒店老板和 耿正兄妹三人，以及所有的大小伙计们全都愣住了，姓吴的阔佬更加得意，哈哈大笑起来，说：“我说老板啊，实话告诉你，你这个酒店的饭 菜很对我吴某人的胃口呢。再加上这三个可人儿的艺人和他们优美动人的演技，我的洪福不浅啊！倘若每天儿晚上都能来你这里，吃着可口的 饭菜，欣赏着这人间少见的曲艺玩意儿，真可谓养生、养耳又养眼啊！哈-哈-哈”那一桌狐朋狗友们见主子洋洋得意的样子，也跟着起哄，互 相拍打着“哈哈哈”大笑不止酒店老板无奈地转身来到演唱台前，求助似地对耿正说：“请耿兄弟考虑一下，你们兄妹三人是否能与我们酒店 续签，我保证给你们翻倍的薪金！”僵持在演唱
