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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被腐蚀的金属因为金属腐蚀而使桥梁坍塌金属腐蚀l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） 。l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。l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。阅读：
2、你有何感想？l金属腐蚀的主要害处，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。l腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。l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。金属被腐蚀后有什么危害？思考与归纳 ：（1）外形、色泽、机械性能发生变化；（2）影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至报废；
3、（3）桥梁、建筑物强度降低而坍塌；（4）地下金属管道泄漏；（5）轮船船体损坏；（6）金属腐蚀还可能造成环境污染。面对这样惊人的数据和金属腐蚀 危害事实，大家有没有想过铁为什么 会被腐蚀？怎么样防腐？1、什么是金属腐蚀？有哪些类别？2、化学腐蚀与哪些因素有关？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（三）金属腐蚀的类型化学腐蚀电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀（常见普遍）一、金属腐蚀金属原子（二）金属腐蚀 的本质：（一）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 反应而腐蚀损耗的过程。M M nene- -MMn n+ +1、化学腐蚀金属与接
4、触到的物质直接发生化学反应引起的腐蚀叫 做化学腐蚀。如：干燥气体（如O2,Cl2,SO2）或非电 解质液体(石油)等不纯的金属与电解质溶液接触时，会 发生原电池反应，比较活泼的金属失电子 而被氧化的腐蚀叫做电化学腐蚀。2、电化学腐蚀（主要）化学腐蚀化学腐蚀和和电化学腐蚀电化学腐蚀的比较的比较 化学腐化学腐蚀蚀蚀蚀电电电电化学腐化学腐蚀蚀蚀蚀条件条件现现现现象象反反应应应应影响因素影响因素腐腐蚀蚀蚀蚀快慢快慢相互关系相互关系化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生， 但电化学腐蚀更普遍较活泼的金属被氧化金属被氧化有微弱的电流产生不产生电流不纯金属跟电解质溶液接触金属跟接触的物质反应随温度升高而加快与原电池的
5、组成有关相同条件下较电化学腐蚀慢电化学腐蚀慢较快钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图负极（Fe）：Fe - 2e = Fe2+正极（C）： 2H+2e = H2钢铁在潮湿的空气中为什么易生锈?问题讨论或2H2O+O2+4e = 4OH电解质溶液钢铁钢铁表面形成的微小原电池示意图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 + 2H
6、+ =Fe2+ + H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系思考：将用酸洗除锈的铁钉，在饱和食盐水浸泡后 放在如图所示的装置中，几分钟后观察导管中水柱的变化实验现象：几分钟后,装置中的导管中水柱上升说明装置中有气体参加反应。结论：该气体是什么呢？ 几天之后发现铁钉表面生锈，发生的是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀？思考：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
7、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池，铁作原 电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。4.当化工厂放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：
8、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86-87原理 ：形成原电池反应时，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
9、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 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
10、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？A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出；B.在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多；C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；4、下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是（ ）A.纯锌和1mol/L 硫酸；B.纯锌和18 mol/L 硫酸；C.粗锌和 1mol/L 硫酸；D.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。3 、下列制氢气的反应速率最快的是（ ）DC课堂练习5.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5) (2) (1) (3) (4)课堂练习金属腐蚀的快慢程度：电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极4.分析右图，按要求写出有关反应方程式：（1）铁棒上的电极反应式为：（2）碳棒上的电极反应式为：（3）溶液中发生反应的化学方程式： 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 O2+2H2O+4e-4OH-2Fe4e-2Fe2+有M、N两种金属，分别与盐酸反应，产生H2速率相 近，试设计一个实验比较M、N两种金属的活泼性。思考题：
