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1、金属腐蚀的危害,第四节 金属的腐蚀和防护,Corrosion and Protection of Metal,一.金属的腐蚀,金属的腐蚀,化学腐蚀,电化学腐蚀,Chemical corrosion,Electrochemical corrosion,定义:不纯的金属(或合金)跟电解质溶 液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化.,二、金属电化学腐蚀的分类,分类依据：按照金属所处介质的酸碱性,Scientific Exploration (科学探究),Steps（步骤）,用药匙取铁粉、碳粉缓慢地放入具支试管中,把具支试管固定在试管架上,向小试管中滴加少量品红溶液，把导管插入到小
2、试管当中 使品红溶液液面没过导管口,立即用塞子塞住具支试管的试管口,仔细观察导管中的液面和小试管中液面的变化 大约4分钟左右可以观察到实验现象, 分别用醋酸溶液、NaCl溶液润洗两支具支试管,导管中的液面,试管中的液面,导管中的液面,试管中的液面,Conclusion Comparison（结论与比较）,析氢腐蚀 Hydrogen Releasing（酸性条件下）,钢铁的析氢腐蚀示意图,吸氧腐蚀 Oxygen Absorbing,钢铁的吸氧腐蚀示意图,Scientific Exploration （科学探究） 检验吸氧腐蚀的产物,2Fe-4e-=2Fe2+,O2+2H2O+4e-= 4OH-,
3、先滴加KSCN，再滴加双氧水,通常两种腐蚀同时存在，后者（吸氧腐蚀）更普遍,水膜呈酸性,水膜呈碱性、中性或酸性很弱,负极Fe(- ),正极C(+),总反应:,金属的电化学腐蚀是更普遍的腐蚀，危害也更为严重,形成原电池,思考与交流,相对于在内河行驶的轮船来说，在海洋中航行的船舶更容易被腐蚀,因为海水中含有较多的NaCl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。,现有一块镀锌铁板（俗称白铁）和一块镀锡铁板（俗称马口铁），当镀层破损后，你能否判断哪种铁板更易被腐蚀？选择必要的试剂来鉴别,实验原理 由于镀层金属与主体金属（铁）的活泼性不同，在发生电化学腐蚀（形成原电池）时
4、，镀层金属对铁的作用是不同的。可以通 过检测是否产生了Fe2+来鉴别镀层金属。,Discussion:根据原理以及实验条件来设计合适的实验方案,Steps（步骤） 取出两块待检测的铁片，用滤纸或者脱脂棉把表面擦干净，用 小刀在表面把表面的镀层划开数道 向划痕处滴1-2滴NaCl溶液，模拟吸氧腐蚀过程 大约1-2分钟后，分别再向划痕处滴铁氰化钾溶液 观察实验现象,Homework: 本节书后习题与质量检测,Acknowledgement 谢谢老师们，同学们,Question: 当金属形成电化学过程的时候，被腐蚀的金属分别充当什么电极？,牺牲阳极（负极）的阴极（正极）保护法,Testificati
5、on ,通过验证溶液中是否存在Fe2+,从而可以得知该方法是否可以有效保护金属铁。用什么方法检验Fe2+?,外加电流的阴极保护法,Comparison,其他防护方法,烤蓝工艺,这是一把目前全球铁剑烤蓝最漂亮的西汉“百炼钢剑”,该铁剑的表面发黑光泽度好，不排除我国古代在西汉时期就采取了如同现在常用的烤蓝方法。就目前我们所知道的传统的烤蓝方法，有碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。所以，该铁剑的表面发黑处理应该属于碱性加温发黑处理，使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表面被腐蚀。所以该铁剑对表面发黑烤蓝技术的发明时代，有着极其宝贵的实物研究价值。,磷化处理,磷
6、化处理的设备,改变内因的方法,通过改变金属内部的结构，增强抵抗腐蚀的能力,Eg. 制取具有抗腐蚀性能的合金 不锈钢（合金）,1铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易腐蚀的原因可描述为（ ） A形成原电池时铝作负极 B形成原电池时铜作负极 C形成原电池时，电流由铝经导线流向铜 D铝铆钉发生了化学腐蚀,2以下现象与电化腐蚀无关的是（ ） A黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B生铁比软铁蕊（几乎是纯铁）容易生锈 C铁质器件附着铜质配件，在接触处易生铁锈 D银质奖牌久置后表面变暗,练 习,A,D,二、金属的防护,1.影响金属腐蚀的因素 （1）金属的本性：金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀，如果金属
7、中能导电的杂质不如该金属活泼，则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。 （2） 介质：介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。,2.金属的防护方法,（1）在金属表面覆盖保护层，如：涂油漆、镀Zn、镀Sn、镀Cr等,或制成氧化膜。 （2）在要保护的金属上连接一种比该金属更易失去电子的金属。 （3）改变金属的内部组织结构，如：将钢铁制成不锈钢。,思考:,为什么白铁皮(镀锌铁皮)制品不易生锈,即使表面被划破也是如此,而马口铁(镀锡铁皮)制品一旦划破,表面会更快地生锈.,练 习,1下列方法可用于金属防护的是（ ） 原电池反应 涂油漆 电镀 置于干燥
8、环境 A B C D全部,D,2有关金属腐蚀的论述，正确的是（ ） A金属的腐蚀一定伴有电流产生 BFe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀 C发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是 作正极而被腐蚀 D发生电化腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属 总是失电子,D,4.,比较金属腐蚀的快慢,下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序 是,(2),(1),( 3),中性或碱性,吸氧,Fe2e-Fe2+,O2+2H2O+4e-4OH,酸性,析氢,Fe2e-Fe2+,2H+2e-H2,练 习,3,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
9、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）,植物油,CaCl2固体,NaCl溶液,CH3COOH溶液,煮沸后迅速冷却的蒸溜水,相当长时间，铁丁未被腐蚀,有气体产生，反应速度快,铁丁渐渐生锈,无现象,由于无氧和水，铁钉不被腐蚀,上层植物油，下层煮沸后迅速冷却的蒸溜水,无现象,无现象,由于无水，铁钉不被腐蚀,铁钉被腐蚀,铁钉被腐蚀最快,由于无氧，较长时间铁钉不被腐蚀,由于无氧，铁钉不被腐蚀,Corrosion of steel nail by different conditions,在城市中地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，地面上还铺有地铁、城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与建树管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀。你能用一个原理图来表示这个过程吗？试提出防止这类腐蚀的策略。,资料卡,Fe2+的检验方法,资料卡,Fe2+的检验方法,
