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1、第四节 金属的电化学腐蚀与防护,第四章 电化学基础,1.金属的腐蚀(1)概念：金属与周围接触到的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。(2)实质：是金属原子失去电子被氧化的过程，其反应(M代表金属元素)为： MneMn,(3)金属腐蚀的分类与比较：由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。,2.电化学腐蚀的种类和原理(1)钢铁析氢腐蚀的原理：腐蚀过程中不断有H2放出，所以叫做析氢腐蚀。,形成条件：钢铁在潮湿的空气中表面形成一层水膜，水膜又溶解了CO2、SO2、H2S等气体，使水膜中含有一定量的H，产生过程如下：H2OHOH，H2OCO2H2CO3HH
2、CO3-等。,(2)钢铁吸氧腐蚀的原理：在潮湿的空气中，钢铁表面溶解有氧气，它与钢铁中的碳和铁形成了原电池。这些微小的原电池遍布钢铁表面。负极(Fe)：2Fe4e2Fe2(氧化反应)正极(C)：2H2OO24e4OH(还原反应)总反应：2FeO22H2O2Fe(OH)2Fe(OH)2继续与空气中的O2作用，生成Fe(OH)3，再生成铁锈。,4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O3xH2O(3x)H2O,一般可用下列原则判断金属腐蚀快慢：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。同一种金属腐蚀：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。,金属防护的
3、常见方法,3.金属的电化学防护(1)金属的电化学保护法主要有两种,案例精析【例1】关于金属腐蚀的叙述中，正确的是( )A金属被腐蚀的本质是MnH2OM(OH)n n/2H2B马口铁(锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化C金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀,C,【例2】炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中有NaCl)，第二天便会被腐蚀而出现红褐色铁锈，试回答：(1)铁锅的腐蚀属于 腐蚀，其原因是 (2)铁锅锈蚀的电极反应方程式为：负极 ，正极 。正、负极电极反应的产物会继续发生反应，反应的离子方程式或化学方程式为,吸氧腐蚀,2Fe- 4e-
4、=2Fe2+,2H2O+O2+4e-=4OH-,铁锅是铁合金，其中含碳，铁锅中的铁和碳就会和表面残留的强电解质NaCl的水溶液形成许多微小的原电池发生电化学腐蚀，并且NaCl溶液呈中性，所以发生的是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,2FeO22H2O2Fe(OH)2、 4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3 2Fe(OH)3Fe2O3xH2O(x3)H2O,以下现象与电化学腐蚀无关的是()A黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B生铁比纯铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D银质奖牌(纯银制成)久置后表面变暗,D,以下现象与电化学腐蚀无关的是()A镀锡铁器比镀锌铁器表
5、面破损时更易被腐蚀B生铁比纯铁容易生锈C镶有相邻的银牙和金牙容易引起头痛D输送氯气的钢管易被氯气腐蚀,D,如下图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是 ()A4213B2134C4231 D3241,A,用铝制饭盒盛放醋酸，一段时间后，饭盒被腐蚀，该种腐蚀属_，反应的化学方程式为 ；若用铝制饭盒盛放食盐(含水时)，一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀叫做 ，反应原理是(写电极反应式),化学腐蚀,2Al6CH3COOH2Al(CH3COO)33H2,电化学腐蚀,负极：4Al12e4Al3，正极：3O26H2O12e12OH,案例精析【例3】下列关于金属的防护方法的说法不正确的是(
6、)A我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相连接C轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法D钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层沥青，这是钢铁的电化学保护法,AD,【例4】如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：,回答以下问题：(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号) ；在电化学腐蚀中，负极是 ；正极 ；(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是(答两种方法)。,3、4、5、6,2Fe- 4e- =2Fe
7、2+,2H2O+O2+4e-=4OH-,湿度、温度、O2的浓度、电解质存在,电镀、发蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等,“发蓝”是将钢铁在空气中加热或直接浸于浓的氧化性溶液中，使其表面产生极薄的氧化物膜的材料保护技术，也称发黑。,(1)将铜棒与锌棒用导线连接，分别插入盛有：硫酸溶液；硫酸铜溶液；硫酸钠溶液的三个烧杯中，此时，铜片上发生的主要反应是：_，_， 。(2)铜制品在经常下酸雨的地区电化学腐蚀严重。写出此电化学腐蚀的电极反应式：正极 ，负极_。,2H2eH2,Cu22eCu,O22H2O4e4OH,O22H2O4e4OH,2Cu4e2Cu2,(3)将表面去掉氧化膜的镁片和铝片用带
8、电流表的导线相连，插入盛有烧碱溶液的烧杯中，此时发现电流计指针偏转，判断此原电池的正负极，并写出电极反应式和总反应式。正极_，电极反应： ；负极_，电极反应： ；总反应： 。,Mg,6H2O6e3H26OH,Al,2Al8OH6e2AlO2-4H2O,2Al2NaOH2H2O2NaAlO23H2,如右图所示水槽中的试管内有一枚铁钉，放置数天观察：,(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于_腐蚀。(2)若试管内液面上升，则原溶液呈 性，发生_腐蚀，负极： ，正极： ，(3)若试管内液面下降，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，电极反应：负极 ，正极： 。,电化学,弱酸性或中,吸氧,2Fe4e2Fe2,O2
9、4e2H2O4OH,较强的酸,析氢,Fe2eFe2,2H2eH2,1影响金属腐蚀的因素有哪些？影响金属腐蚀的因素包括金属的本性、纯度和介质三个方面：(1)就金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。(2)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。(3)同一金属越纯，越难腐蚀。如纯铁即使在盐酸中反应也会很慢，而含杂质的生铁在潮湿的空气中也会很快生锈而被腐蚀。,2判断金属腐蚀快慢的规律是什么？ 不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成微电池，发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗。金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关：(1)与构成微电池的材料有关。两极材料的活泼性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率就越快。(2)与金属所接触的电解质强弱有关。活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。对于同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。,
