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高中化学金属腐蚀与防护

高中化学金属腐蚀与防护

金属腐蚀是指金属在与周围环境接触时发生的一种化学或电化学反应,使金属表面受到破坏和损失的过程。金属腐蚀不仅会减少金属材料的寿命,还会对工程设施和制品的安全性造成威胁。为了延长金属材料的使用寿命,保护金属材料免受腐蚀的侵害,人们开展了广泛的研究和应用。

I. 金属腐蚀的类型

金属腐蚀主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。

1. 化学腐蚀

化学腐蚀是指金属在接触到化学物质时发生的一种化学反应,导致金属表面的破坏和腐蚀。常见的化学腐蚀包括金属与酸、碱、盐等化合物的反应,如酸性环境下的金属溶解。

2. 电化学腐蚀

电化学腐蚀是指金属在电解质溶液或湿润环境中受到氧化和还原反应影响而发生的腐蚀现象。它通常表现为金属表面的局部腐蚀,如锈斑、腐蚀孔等。

II. 金属腐蚀的原因

金属腐蚀的原因主要有以下几个方面:

1. 环境因素

环境因素是金属腐蚀的主要原因之一。不同的环境条件对金属腐蚀

的影响不同,如湿度、温度、酸碱度等。湿度较高、温度较高、含有

酸碱物质的环境通常会加速金属腐蚀的发生。

2. 金属本身因素

金属本身的化学组成、物理性质以及表面处理等因素也会影响金属

腐蚀的程度和速率。不同金属的耐蚀性不同,有些金属具有较高的抗

腐蚀性能,而有些金属则容易受到腐蚀。

III. 金属腐蚀的防护方法

为了保护金属材料免受腐蚀的侵害,人们提出了多种防护方法,主

要包括物理防护、化学防护和电化学防护。

1. 物理防护

物理防护是指通过物理手段对金属进行保护,阻止金属与环境接触。常见的物理防护方法包括涂层、包覆、屏障等。涂层是将耐蚀性材料

涂覆在金属表面,形成一层保护膜来阻隔金属与环境的接触;包覆是

将金属包裹在其它材料中,形成一层保护层;屏障是通过物理隔离来

防止金属被接触到。

2. 化学防护

化学防护是指通过使用化学物质来形成一层保护膜,阻止金属与环

境的接触。常见的化学防护方法包括涂层、化学处理等。涂层是将具

有防腐蚀性能的涂料或化学物质涂覆在金属表面,形成一层防腐蚀膜;

化学处理是将金属浸泡在具有防腐蚀性质的溶液中,使金属表面形成

一层保护性氧化膜。

3. 电化学防护

电化学防护是利用电流和电位的变化来抑制金属腐蚀的发生。常见

的电化学防护方法包括阳极保护、阴极保护等。阳极保护是通过在金

属表面形成一层氧化物来保护金属;阴极保护是通过使金属表面处于

负电位,以增加金属的耐腐蚀性。

IV. 金属腐蚀与环境

金属腐蚀与环境密切相关,不同的环境条件对金属腐蚀的影响不同。湿度、温度、酸碱度等环境因素都会加速金属腐蚀的发生。因此,了

解环境对金属腐蚀的影响,采取相应的防护方法至关重要。

V. 结论

金属腐蚀是一种普遍存在的现象,对金属材料的使用和工程设施的

安全性都带来了挑战。为了延长金属材料的使用寿命,人们在研究和

应用方面做出了很大努力。物理防护、化学防护和电化学防护都是常

见的金属腐蚀防护方法。了解金属腐蚀的类型、原因和防护方法,可

以有效地延长金属材料的寿命,保护工程设施的安全性。

金属材料的腐蚀与防护

金属材料的腐蚀与防护 金属材料在使用过程中容易受到腐蚀的影响,从而降低其机械性能和寿命。为了延长金属材料的使用寿命,保护措施是至关重要的。本文将讨论金属材料腐蚀的原因和常见的防护方法。 一、金属材料腐蚀的原因 金属材料腐蚀的原因主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀两种。 1. 化学腐蚀 化学腐蚀是指金属材料与大气中的氧、水、酸、碱等物质发生反应,导致金属表面发生变化。常见的化学腐蚀有氧化腐蚀、酸性腐蚀和碱性腐蚀等。 氧化腐蚀是指金属与氧气反应生成金属氧化物的过程。例如铁与氧气反应生成铁氧化物,即常见的铁锈现象。在湿润环境下,氧化腐蚀速度更快。

酸性腐蚀是指金属与酸性溶液接触产生的化学反应。常见的酸 性腐蚀有硫酸腐蚀、盐酸腐蚀等。酸性腐蚀可导致金属材料表面 产生腐蚀坑。 碱性腐蚀是指金属与碱性溶液接触产生的化学反应。常见的碱 性腐蚀有氢氧化钠腐蚀、氢氧化钾腐蚀等。碱性腐蚀会使金属表 面发生腐蚀、变硬或变脆等。 2. 电化学腐蚀 电化学腐蚀是指金属在电解质中发生的电化学反应导致腐蚀现象。电化学腐蚀包括阳极腐蚀和阴极腐蚀。 阳极腐蚀是指金属作为阳极,在电化学反应中溶解生成阳离子。金属表面因此变薄,甚至出现孔洞。例如,铁的阳极腐蚀就是普 遍的铁锈现象。 阴极腐蚀是指金属作为阴极,在电化学反应中受到硬币金属材 料的腐蚀与防护电子供给,发生反应并生成金属阳离子的过程。 阴极腐蚀可导致金属表面发生凹陷或沉积物形成。

二、金属材料的防护方法 金属材料的防护方法主要包括表面涂层、阳极保护和电化学防护等。 1. 表面涂层 表面涂层是指在金属材料表面形成一层附着力强的保护层。常见的表面涂层有油漆、镀层和涂覆层等。这些涂层可以隔绝金属材料与环境介质的接触,从而减少腐蚀的发生。 2. 阳极保护 阳极保护是通过在金属材料上施加电流,使其成为阴极从而抑制腐蚀的发生。常用的阳极保护方法有热浸镀锌、电镀和阳极保护涂层等。这些方法可在金属材料表面形成一层保护膜,提供额外的保护。 3. 电化学防护

高二化学金属的腐蚀和防护知识点总结

高二化学金属的腐蚀和防护知识点总结 化学是一门以实验为基础的自然科学。小编准备了高二化学金属的腐蚀和防护知识点,具体请看以下内容。 金属材料受周围介质的作用而损坏,称为金属腐蚀,是最常见的腐蚀形态。不同金属在不同的环境状态下所受到的腐蚀影响是不一样的,一般产品的使用环境大致分为室内环境、室外环境和海洋气候环境3种。 (1)室内环境:空气中侵蚀金属的主要因素大多数是氧气。但是当空气有一定的相对湿度(即所谓临界湿度)时才会发生重要的实际腐蚀作用。一般临界湿度为60%~70%,超过临界湿度越大,则腐蚀作用越大。 在居住和工作房间中,夏季的相对湿度高,因而腐蚀作用比冬天大。在山区和海洋地区,室内的相对湿度大多比平坦的内地高,腐蚀作用相对较大。如果空气中不存在特别侵蚀的成分,那么腐蚀的量一般来说就比较小。因此,腐蚀作用会由于尘埃的增加,空气中的气态杂质,特别是二氧化硫、酸雾(由燃烧气体产生八含硫有机化合物(厨房和餐室中八氨气(主要是厕所、木工场)等含量的增加而加剧。 更严重的腐蚀可能是由于制件和各种物体相接触而产生的,如接触汗水、木材(有机酸或浸湿剂)、纸张(酸、碱,氯化物和硫化物)等。 (2)室外环境:腐蚀影响的情况基本上同室内环境相似,它

们的主要差别是室外环境大多数情况会有更多的杂质和大 气尘埃。 雨水,一方面润湿金属,从而促进腐蚀作用;另一方面也可能对加速腐蚀成分的冲洗,从而减轻腐蚀作用。 室外环境中主要腐蚀因素起源于烟道气,这些气体使空气中硫化物的含量增加,特别是二氧化硫、硫酸和硫酸铵。因此,大气腐蚀一般是工业区大于市区,而市区又大于农村,在住宅区冬天空气中硫含量大都显著高于夏天。 (3)海洋气候环境:在海岸上,大多数都有高的相对湿度(80^以上)和高的盐含量,这促使腐蚀作用增强。但腐蚀危险地带沿海岸只有几千里宽,并且在这区域的内部也有显著的差别。如果物体直接受到海水区域的细水雾粒作用,则腐蚀作用还会加快。 金属腐蚀的防护主要方法有:①改变金属的内部结构。例如,把铬、镍加入普通钢中制成不锈钢。②在金属表面覆盖保护层。例如,在金属表面涂漆、电镀或用化学方法形成致密耐腐蚀的氧化膜等。③电化学保护法。因为金属单质不能得电子,只要把被保护的金属做电化学装置发生还原反应的一极——阴极,就能使引起金属电化腐蚀的原电池反应消除。具体方法有:a.外加电流的阴极保护法。利用电解装置,使被保护的金属与电源负极相连,另外用惰性电极做阳极,只要外加电压足够强,就可使被保护的金属不被腐蚀。b.牺牲阳

高中化学金属腐蚀与防护

高中化学金属腐蚀与防护 金属腐蚀是指金属在与周围环境接触时发生的一种化学或电化学反应,使金属表面受到破坏和损失的过程。金属腐蚀不仅会减少金属材料的寿命,还会对工程设施和制品的安全性造成威胁。为了延长金属材料的使用寿命,保护金属材料免受腐蚀的侵害,人们开展了广泛的研究和应用。 I. 金属腐蚀的类型 金属腐蚀主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。 1. 化学腐蚀 化学腐蚀是指金属在接触到化学物质时发生的一种化学反应,导致金属表面的破坏和腐蚀。常见的化学腐蚀包括金属与酸、碱、盐等化合物的反应,如酸性环境下的金属溶解。 2. 电化学腐蚀 电化学腐蚀是指金属在电解质溶液或湿润环境中受到氧化和还原反应影响而发生的腐蚀现象。它通常表现为金属表面的局部腐蚀,如锈斑、腐蚀孔等。 II. 金属腐蚀的原因 金属腐蚀的原因主要有以下几个方面: 1. 环境因素

环境因素是金属腐蚀的主要原因之一。不同的环境条件对金属腐蚀 的影响不同,如湿度、温度、酸碱度等。湿度较高、温度较高、含有 酸碱物质的环境通常会加速金属腐蚀的发生。 2. 金属本身因素 金属本身的化学组成、物理性质以及表面处理等因素也会影响金属 腐蚀的程度和速率。不同金属的耐蚀性不同,有些金属具有较高的抗 腐蚀性能,而有些金属则容易受到腐蚀。 III. 金属腐蚀的防护方法 为了保护金属材料免受腐蚀的侵害,人们提出了多种防护方法,主 要包括物理防护、化学防护和电化学防护。 1. 物理防护 物理防护是指通过物理手段对金属进行保护,阻止金属与环境接触。常见的物理防护方法包括涂层、包覆、屏障等。涂层是将耐蚀性材料 涂覆在金属表面,形成一层保护膜来阻隔金属与环境的接触;包覆是 将金属包裹在其它材料中,形成一层保护层;屏障是通过物理隔离来 防止金属被接触到。 2. 化学防护 化学防护是指通过使用化学物质来形成一层保护膜,阻止金属与环 境的接触。常见的化学防护方法包括涂层、化学处理等。涂层是将具 有防腐蚀性能的涂料或化学物质涂覆在金属表面,形成一层防腐蚀膜;

高中化学金属的腐蚀与防护

金属的腐蚀与防护 [核心素养发展目标] 1.科学探究与创新意识:通过实验科学探究金属腐蚀的本质及原因,认识金属腐蚀的主要类型,能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。2.科学态度与社会责任:认识金属腐蚀产生的危害和影响,树立防止金属腐蚀的意识,熟知金属腐蚀常用的防护方法。 【候课2分钟】 1.如图为氯碱工业的简易装置示意图,其中两电极均为惰性电极。下列说法正确的是( B ) A.粗盐水中含有的少量Ca2+和Mg2+,可用NaOH除去 B.适当降低阳极电解液的pH有利于Cl2逸出 C.a处得到的是浓NaOH溶液 D.若电路中通过0.2 mol电子,理论上可在b处得到2.24 L气体 一、金属的腐蚀 1.金属的腐蚀 (1)概念:金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。其实质是金属原子失去电子变为阳离子,金属发生氧化反应。 (2)根据与金属接触的气体或液体不同,金属腐蚀可分为两类: ①化学腐蚀:金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而加快。 ②电化学腐蚀:当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应,比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。 特别提醒金属腐蚀过程中,电化学腐蚀和化学腐蚀同时发生,但绝大多数属于电化学腐蚀,且比化学腐蚀的速率大得多。 2.钢铁的电化学腐蚀 类别 析氢腐蚀吸氧腐蚀 项目 示意图 条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性 负极Fe-2e-===Fe2+ 正极2H++2e-===H2↑O2+4e-+2H2O===4OH- 总反应Fe+2H+===Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2 后续反应最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·x H2O),反应如下:4Fe(OH)2+

高中化学人教版选择性必修一教案43金属的腐蚀与防护

人教版(2019)选择性必修1 第四章化学反应与能量 第三节金属的腐蚀与防护 教学设计 1、认识金属腐蚀的危害,能利用原电池原理解释电化学腐蚀的原因。 2、能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。 3、了解金属腐蚀的防护方法。 重点:吸氧腐蚀、析氢腐蚀的原理 难点:吸氧腐蚀、析氢腐蚀的原理 一、导入新课 PPT播放金属腐蚀的图片。金属腐蚀的现象非常普遍,像金属制成的日用品、生产工具、机器部件、海轮的船壳等,如保养不好,都会腐蚀,从而造成大量金属的损耗。至于因设备腐蚀损坏而引起停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康,甚至造成严重事故的损失,那就更无法估计了。因此,了解金属腐蚀的原因,掌握防护的方法,是具有十分重要的意义的。 二、新课讲授 【师】金属腐蚀:金属(或合金)跟周围接触到的气体(或液体)反应而腐蚀损耗的过程。 【提问】金属腐蚀有哪些种类呢? 【学生】讨论回答。 【师】金属的化学腐蚀:金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。 例如:铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀,在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀。 特点:反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。 【师】电化学腐蚀:不纯的金属或合金与电解质溶液接触,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。

例如:钢铁在潮湿的空气中生锈就是电化学腐蚀造成的。 【PPT】展示钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀 【学生】讨论吸氧腐蚀与析氢腐蚀的异同 【师】 分类析氢腐蚀吸氧腐蚀 条件水膜酸性较强(弱酸)水膜酸性较弱或呈中性 负极反应Fe –2e = Fe2+2Fe –4e = 2 Fe2+ 正极反应2H+ + 2e = H22H2O + O2 + 4e-= 4OH- 总反应Fe + 2H+ = Fe2+ + H22Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2= 4Fe(OH)3 次要主要 【思考与讨论】不同类别的腐蚀速度相同吗? 【总结】不同条件下金属腐蚀快慢的判断 (1)各种腐蚀的程度:电解原理引起的腐蚀(即电解池的阳极)>原电池原理引起的腐蚀(即原电池的负极)>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀(即电解池的阴极、原电池的正极及加有镀层的金属等)。 (2)活动性不同的两金属,活动性越强,腐蚀得越快。 (3)对同一种金属来说,腐蚀快慢的规律如下:强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。 【过渡】金属被腐蚀后,在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化,会使机器设备、仪器、仪表的精密度和灵敏度降低,影响使用以至报废,甚至发生严重事故。每年由于钢铁生锈会使我国损失大约100~150亿元。在英国,每90秒钟就有1吨钢被锈蚀掉。因此防止金属腐蚀有很重要的意义。 【思考与讨论】要想减少或避免电化学腐蚀,我们应该采取什么措施?

金属的腐蚀现象及腐蚀的预防措施

金属的腐蚀现象及腐蚀的预防措施金属的腐蚀现象及腐蚀的预防措施 金属的腐蚀是指金属与周围环境发生化学反应,导致金属表面逐渐受到破坏的现象。腐蚀会严重影响金属材料的性能和寿命,给社会经济发展带来不利影响。为了预防金属腐蚀,我们可以采取一系列措施。本文将介绍金属腐蚀的常见原因和腐蚀的预防措施。 一、金属腐蚀的原因 1. 酸性环境: 酸性环境中的酸性物质可以与金属发生化学反应,导致腐蚀。这是最常见的金属腐蚀原因之一。酸雨、酸性土壤以及化学工业排放的废气等都会导致金属腐蚀。 2. 氧化作用: 金属与氧气反应会生成金属氧化物,并伴随着电化学反应,造成金属表面的腐蚀。这种腐蚀通常称为氧化腐蚀。其中,铁的氧化腐蚀即为我们所熟知的铁锈。

3. 湿度和水分: 金属暴露在高湿度的环境中,容易吸附水分形成液态水,造成金属腐蚀。尤其是在氯化物等电解质存在的情况下,腐蚀加剧。 4. 金属离子的迁移: 当金属表面存在细微缺陷或损伤时,金属离子可以通过迁移,转移到其他区域并沉积在金属表面,引起腐蚀。这一过程称为自腐蚀。 二、金属腐蚀的预防措施 1. 表面保护措施: 涂层和镀层是表面保护金属的有效措施。通过在金属表面形成密封的保护膜,可以隔绝金属与外界环境的直接接触,减少腐蚀的风险。常见的涂层和镀层包括油漆、烤漆、镀锌等。 2. 金属合金的选择:

选择合适的金属合金,可以有效降低金属腐蚀的风险。例如,不锈钢是一种能够抵抗氧化腐蚀的金属合金,常用于制造耐腐蚀的设备和构件。 3. 阻挡腐蚀剂的接触: 在一些特殊环境中,可以采用阻止腐蚀剂接触金属的措施。例如,对于金属管道,可以通过加压、阴极保护等方式,减少管道内部介质对金属的腐蚀侵蚀。 4. 注射抑制剂: 对于一些对金属材料腐蚀性较大的介质,可以通过注射抑制剂的方式,将抑制剂加入介质中,来减缓金属腐蚀的速度。这是一种有效的局部腐蚀防护方法。 5. 定期维护检查: 定期对金属设备和结构进行维护检查,及时发现和修复潜在的缺陷和损伤,是预防金属腐蚀的重要措施。通过及时维护可以延长金属的使用寿命。

金属的腐蚀与防护

绪论 金属腐蚀的定义: 金属材料和环境介质发生化学或电化学作用,引起材料的退化与破坏称为金属的腐蚀. 本课程研究的内容 ? 1. 研究金属和周围介质作用时所发生的化学或电化学的现象、机理及其一般规律。 ? 2. 研究各种条件下金属材料的防止腐蚀的方法和措施。 三、金属腐蚀与防护的重要性 经济损失: ?直接损失:指采用防护技术的费用和发生腐蚀破坏以后的维修、更换费用和劳务费用。 ?间接损失:指设备发生腐蚀破坏造成停工、停产;引起的物资跑、冒、滴、漏损失; 对环境污染以至爆炸、火灾等事故的间接损失更是无法估量。 第一章金属材料的高温化学腐蚀 第一节概述 一、高温化学腐蚀定义: 高温化学腐蚀是研究金属材料和与它接触的环境介质在高温条件下所发生的界面反应过程的科学。 金属高温腐蚀与常温腐蚀的区别: 高温腐蚀:主要是以界面的化学反应为特征。常温腐蚀:主要是电化学过程。 金属材料的高温腐蚀反应式: Me(金属)+X(介质)--MeX(腐蚀产物) 二、高温腐蚀分类 按环境介质状态分 1)高温气态介质腐蚀(2)高温液态介质腐蚀(3)高温固态介质腐蚀 (1)高温气态介质腐蚀: 气态介质中包括有单质气体分子。非金属化合物气体分子。金属氧化物气态分子,和金属盐气态分子。由于这种高温腐蚀是在高温,干燥的气体分子环境中进行的,所以常被称为“高温气体腐蚀”“干腐蚀”“化学腐蚀”。 (2)高温液态介质腐蚀: 液态介质(包括液态金属,液态融盐及低熔点氧化物)对固态金属材料的高温腐蚀。这种腐蚀包括界面化学反应,也包括液态物质对固态物质的溶解。 (3)高温固态介质腐蚀: 金属材料在带有腐蚀性的固态颗粒状物质的冲刷下发生的高温腐蚀。这类腐蚀包括固态燃灰与盐颗粒对金属材料的腐蚀。又包括这些固态颗粒状物质对金属材料表面的机械磨损,所以人们又称为“磨蚀”或“冲蚀”。 高温腐蚀现象 (1)在金属热处理过程中,碳氮共渗和盐浴处理易于产生增碳、氮化损失和熔融盐的腐蚀。(2)含有燃烧的各个过程,比如柴油发动机、燃气轮机、焚烧炉等所产生的复杂气氛的高温氧化等腐蚀。 (3)核反应堆运行过程中,煤的气化和液化所产生的高温硫化腐蚀。 (4)在航空领域,宇宙飞船返回大气层过程中的高温氧化和高温硫化腐蚀,以及航空发动

金属的电化学腐蚀与防护教案示范三篇

金属的电化学腐蚀与防护教案示范三篇 金属的电化学腐蚀与防护教案1 教材分析: 本节课程是高中化学的第四章第四节,着重介绍了金属的电化学腐蚀和防护的基础概念、原理和方法。教材主要内容包括金属腐蚀的原因、腐蚀过程和类型,腐蚀的防护措施,以及防护材料的种类和应用。 教学目标: 1. 理解金属腐蚀的原理和分类,知道何种因素引起腐蚀。 2. 了解金属腐蚀的过程,掌握腐蚀程度的判断方法。 3. 掌握金属的防腐方法,包括阳极保护、阴极保护、涂层保护等。 4. 了解防腐材料的种类和特点,学会正确使用防腐涂料。 5. 培养学生创新思维和探究精神,鼓励学生从职业方向出发,对未来进行规划和预测。 教学重点: 1. 腐蚀的种类和原理;

2. 防腐的措施和方法; 3. 金属腐蚀评价和防腐涂料选用的标准。 教学难点: 1. 腐蚀的电化学原理,包括阳极、阴极和电解质的反应过程。 2. 不同金属在不同环境下腐蚀的机理及防止腐蚀的方法; 3. 防腐涂料的选用,涂层的厚度和附着力的衡量方法。 学情分析: 本节课程是高中化学中的选修内容,通常在年级较高,化学基础知识相对扎实的学生中教授。学生应该已经在前面的章节中学习了电化学的基础知识,如电极反应等,有一定的认知基础。但对于电解质的种类、腐蚀机制等知识掌握不深刻。部分学生可能没有接触过防腐涂料及防腐涂料的应用,在实验操作上可能需要师生合作互动。 教学策略: 1. 采用启发式教学法,引导学生通过实验和讨论理解腐蚀的机理和防护原理。 2. 通过引导学生进行实际问题分析,提高学生独立思考和判断能力。 3. 通过研究具体的防腐实践案例,引导学生理解和掌握防腐的科学方法和实用技术。

新人教版高中化学选修1金属的腐蚀与防护

金属的腐蚀与防护 复习目标: 1.描述金属腐蚀的化学原理。 2.知道金属防护的常用方法,认识防止金属腐蚀的重要意义。 复习重点:电化腐蚀的原因。 复习难点:析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式。 课时划分:一课时 教学过程: 知识梳理 一、金属腐蚀 金属(或合金)跟周围接触到的气体(或液体)反应而腐蚀损耗的过程。 1、化学腐蚀:金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点:反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。 2、电化学腐蚀 不纯的金属或合金与电解质溶液接触,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。 3、化学腐蚀与电化腐蚀的对比 (1)本质:金属原子失电子而被氧化 M – ne == M n+ (2)

(3)相互关系:往往同时发生,电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。 二、金属的防护 1、物理方法:①选用不同的金属或非金属制成合金(如不锈钢);②采用喷漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法使金属与介质隔离. 2、电化学法:如在钢铁的船体上焊接上较活泼的金属锌。 典例剖析 [例题1](北京理综).下列说法正确的是 A、乙醇和汽油都是可再生能源,应大力推广“乙醇汽油” B、钢铁在海水中比在河水中更易腐蚀,主要原因是海水含氧量高于河水 C、废弃的塑料、金属、纸制品及玻璃都是可回收再利用的资源 D、凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害,不宜食用 解析:乙醇为可再生能源,而汽油不是可再生性能源;钢铁在海水中比在河水中更易腐蚀是因为海水中电解质的浓度比河水中的高;并不是所有的食品添加剂都对人体有害。答案:C [例题2]把a、b、c、d4块金属片浸入稀H2SO4中,分别用导线两两相连可以组成原电池。a、b相连时,a为负极;c、d相连时,电流由 d→c; a、 c相连时 c极上产生大量气泡; b、 d相连时,d极发生氧化反应。这4种金属的活动性由强到弱的顺序是________。 解析:由原电池原理可知,当一种较活泼的金属和另一种较不活泼的金属相连同时插入稀H2SO4时,总是较活泼的金属电极作原电池的负极,负极发生氧化反应活泼金属失去电子形成金属阳离子;较不活泼的金属电极作正极,正极发生还原反应放出H2气。这时电流是从正极流向负极。根据题意,a、b相连时,a为负极,则活泼性a>b;c、d相连时电流由d→c,则,c为负极,活泼性c>d,a、c 相连时,c极上产生大量气泡,则c为正极,活泼性a >c;b、d相连时,d极发生氧化反应,则d为负极,活泼性d>b。因此四种金属活泼性应该是a>c>d>b。答案:a>c>d>b。 [例题3]下列说法正确的是 [ ] A.钢铁因含杂质而容易发生电化腐蚀,所以合金都不耐腐蚀 B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用来减缓金属的腐蚀

高中化学选择性必修一第4章第3节 金属的腐蚀与防护 基础知识讲义

第三节金属的腐蚀与防护 一、金属的腐蚀 (一)定义:金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象 (二)特征:金属被腐蚀后,在外形,色泽以及机械性能方面会发生变化 (三)本质:金属失电子变成阳离子发生氧化反应。M-ne-=M n+ (四)类型:化学腐蚀和电化学腐蚀 1、化学腐蚀 (1)定义:金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀 (2)本质:金属失电子被氧化。 (3)举例:铁与氯气直接反应而腐蚀;输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀 (4)特点:无电流产生,化学腐蚀的速度随温度升高而加快。例如:钢材在高温下容易被氧化,表面生成由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的一层氧化物。 2、电化学腐蚀 (1)定义:不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应,比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。 (2)本质:较活泼的金属失去电子被氧化 (3)举例:钢铁制品在潮湿空气中的锈蚀就是电化学腐蚀 (4)特点:有微弱的电流产生 注:化学腐蚀与电化学腐蚀的联系:化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生,但电化学腐蚀更普遍,危害更大,腐蚀速 率更快 3、钢铁的电化学腐蚀 (1)原电池的组成:负极:铁正极:碳电解质:潮湿空气 (2)种类:根据钢铁表面水膜的酸性强弱分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀 ①析氢腐蚀:在酸性环境中,由于在腐蚀过程中不断有H2放出,所以叫做析氢腐蚀。 水膜酸性较强:负极:Fe—2e-=Fe2+正极:2H++2e-=H2↑ 总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑ ②吸氧腐蚀:钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性,但溶有一定量的氧气,此时就会发生吸氧腐蚀 水膜中溶有O2,呈弱酸性、中性或碱性:负极:Fe—2e-=Fe2+ 正极:O2+4e-+2H2O=4OH- 总反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3 =Fe2O3·xH2O(铁锈)+(3-x)H2O 注:I、只有位于金属活动性顺序中氢前的金属才可能发生析氢腐蚀,氢后的金属不能发生 II、氢前和氢后的金属都可发生吸氧腐蚀 III、吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式,主要原因有两个,第一:水膜一般不显强酸性;第二:多数金属都可发生 二、金属的防护 (一)改变金属材料的组成 1、方法:在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。 2、举例:把铬、镍等加入普通钢中制成不锈钢产品;钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性,还具有良好的生物相容性(二)在金属表面覆盖保护层 1、方法:在金属表面覆盖致密的保护层,将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。 2、举例: (1)非金属保护层:在钢铁制品的表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等; (2)金属保护层:用电镀等方法在钢铁表面镀上一层锌、锡、铬、镍等金属; (3)发蓝处理:用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理(生成一层致密的四氧化三铁薄膜); (4)钝化处理:利用阳极氧化处理铝制品的表面,使之形成致密的氧化膜而钝化;等等。另外,采用离子注入、表面渗镀等方式在金属表面也可以形成稳定的钝化膜。

高二化学选修一第三章说课稿:金属的腐蚀与防护

高二化学选修一第三章说课稿:金属的腐蚀与防护 金属,具有金属通性的元素。小编准备了高二化学选修一第三章说课稿,具体请看以下内容。 当金属和周围介质接触时,由于发生化学和电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。从热力学观点看,除少数贵金属(如Au、Pt)外,各种金属都有转变成离子的趋势,就是说金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。金属被腐蚀后,在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化,造成设备破坏、管道泄漏、产品污染,酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费,使国民经济受到巨大的损失。据估计,世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3.5%~4.2%,超过每年各项大灾(火灾、风灾及地震等)损失的总和。有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为1 亿吨!因此,研究腐蚀机理,采取防护措施,对经济建设有着十分重大的意义。 金属防腐蚀的方法很多,主要有改善金属的本质,把被保护金属与腐蚀介质隔开,或对金属进行表面处理,改善腐蚀环境以及电化学保护等。 (1)改善金属的本质 根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金,或在金属中添加合金元素,提高其耐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。例如,在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。

(2)形成保护层 在金属表面覆盖各种保护层,把被保护金属与腐蚀性介质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化学方法,物理方法和电化学方法实现的。 ①金属的磷化处理 钢铁制品去油、除锈后,放人特定组成的磷酸盐溶液中浸泡,即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜,这种过程叫做磷化处理。 磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度一般为5μm~20μm,在大气中有较好的耐蚀性。膜是微孔结构,对油漆等的吸附能力强,如用作油漆底层,耐腐蚀性可进一步提高。 ②金属的氧化处理 将钢铁制品加到NaOH 和NaNO2 的混合溶液中,加热处理,其表面即可形成一层厚度约为0.5μm~1.5μm 的蓝色氧化膜(主要成分为 Fe3O4),以达到钢铁防腐蚀的目的,此过程称为发蓝处理,简称发蓝。这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性,不影响零件的精度。故精密仪器和光学仪器的部件,弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。 ③非金属涂层

金属的腐蚀与防护实验报告

金属的腐蚀与防护实验报告 一、引言 金属腐蚀是指金属在特定环境下发生的化学反应,导致其性质和外观的不可逆变化。这种现象是工业生产、建筑、交通等领域中常见的问题,造成了巨大的经济损失和安全隐患。因此,研究金属腐蚀及其防护技术具有重要意义。 二、实验目的 本实验旨在通过模拟真实环境中金属腐蚀情况,探究不同材料在不同条件下的耐腐蚀性能,并比较不同防护方法对金属腐蚀的影响。 三、实验方法 1. 实验材料:铁片、铜片、锌片等不同材质金属样品。 2. 实验装置:盛放试液的玻璃容器、电源线、电极等。 3. 实验步骤: (1)制备试液:分别制备NaCl溶液和HCl溶液。 (2)将铁片、铜片和锌片分别清洗干净,并用油纸擦干表面水分。(3)将样品放入试液中,接上电源线和电极。 (4)观察不同金属样品在不同试液中的腐蚀情况,并记录数据。(5)根据实验结果,比较不同材质金属的耐腐蚀性能。

四、实验结果 1. 铁片在NaCl溶液中发生了明显的腐蚀作用,表面出现了锈迹,并且颜色逐渐变暗。 2. 铜片在HCl溶液中发生了化学反应,表面出现了黑色氧化物,并且颜色逐渐变深。 3. 锌片在NaCl溶液中发生了轻微的氧化反应,但并未出现明显的锈迹或氧化物。 五、实验分析 1. 不同金属材质对于不同环境的耐腐蚀性能存在差异。铁片易于被NaCl溶液中的氯离子侵蚀而发生锈迹;铜片容易与HCl溶液中的酸性离子产生化学反应而形成黑色氧化物;而锌则相对稳定,在NaCl溶液中只有轻微的氧化反应。 2. 对于金属材料来说,防护措施是减缓或防止腐蚀的有效方法之一。例如,对于铁片,可以采用电镀、喷涂等方式进行表面处理;对于铜片,则可以使用保护漆或涂层等方式进行防护。 3. 除了表面处理和涂层外,还可以采用阳极保护、阴极保护等方法进行金属防护。阳极保护是通过将一个更易腐蚀的金属连接到需要保护的金属上,使其成为电化学反应中的阳极而实现防护;而阴极保护则是通过在金属表面施加外部电流,使其成为电化学反应中的阴极而实现防护。 六、实验结论

高三化学金属腐蚀与防护知识点

高三化学金属腐蚀与防护知识点在我们日常生活中,金属腐蚀是一个比较常见的现象。金属腐 蚀不仅会影响金属的外观美观,还会导致材料性能的下降甚至失效。因此,了解金属腐蚀的原因以及采取相应的防护措施显得非 常重要。 首先,我们需要了解金属腐蚀的原因。金属腐蚀是指金属在特 定的环境条件下与其它物质发生化学反应而导致的金属表面的破 坏现象。金属腐蚀的主要原因有氧化、软化和电化学腐蚀。 其中,氧化腐蚀是指金属与氧气反应产生的氧化物导致的表面 腐蚀。例如,铁与氧气反应生成的铁锈就是一种氧化腐蚀的例子。软化腐蚀则是指金属在高温和高湿度环境中,由于金属晶界处金 属原子的迁移而导致的破坏。电化学腐蚀是指金属与电解质溶液 中的离子发生化学反应而导致的腐蚀,常见的电化学腐蚀有酸性 腐蚀和碱性腐蚀。 为了防止金属腐蚀,我们可以采取一些防护措施。首先,常见 的物理防护方法有使用不容易腐蚀的金属来替代易腐蚀的金属、 使用涂层材料对金属进行包覆以阻隔与环境的接触、通过改变金 属的形状或者表面处理来增加金属的耐蚀性等。例如,为了防止

铁锈的产生,可以使用镀锌的铁制品或者不锈钢制品代替普通的 铁制品。其次,化学防护方法包括对金属表面进行化学处理以增 加其耐蚀性,例如,通过电镀、热浸镀、化学镀等方法来形成一 层抑制腐蚀的保护层。此外,电化学方法也是一种常见的防护手段,例如,通过阳极保护、阴极保护等方法来减缓金属的腐蚀速度。 除了以上的防护措施,金属腐蚀的预防也与环境因素密切相关。例如,要尽量保持金属表面干燥,避免长时间暴露在潮湿的环境中。此外,注意控制金属表面的温度和暴露时间,以防止软化腐 蚀的发生。另外,合理使用和储存金属材料也是防止金属腐蚀的 重要措施。比如,在储存金属制品时,要注意不要与腐蚀性物质 接触,以免引发腐蚀反应。 总之,金属腐蚀是一个我们应该重视的问题,在工农业生产和 日常生活中都有广泛应用。了解金属腐蚀的原因以及采取相应的 防护措施,可以延长金属材料的使用寿命,减少资源浪费。因此,我们应该增强对金属腐蚀与防护知识的学习和掌握,以应对实际 生活和工作中的挑战。

高中化学金属的腐蚀与防护

高中化学金属的腐蚀与防护 在日常生活当中,金属扮演者十分重要的角色。 比如炒菜用的大铁锅,锅碗瓢盆等。 但是金属在使用过程当中,不同程度的都会受到腐蚀。这种斑驳的铁门是不是别有一番味道呢? 今天我们就来讲一讲金属的腐蚀与防护。 本节内容主要有 1.金属腐蚀的本质 2.金属腐蚀的类型 3.金属的防护 4.判断金属腐蚀快慢的规律

讲解开始啦。 1.金属腐蚀的本质 金属原子失去电子变为金属阳离子,金属发生氧化反应。2.金属腐蚀的类型 (1)化学腐蚀与电化学腐蚀 (2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀 以钢铁的腐蚀为例进行分析: 吸氧腐蚀更加普遍。 钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀生成铁锈的原理。 负极:2Fe-4e-===2Fe2+ 正极:O2+4e-+2H2O===4OH- 2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·x H2O(铁锈)+(3-x)H2O 3.金属的防护 (1)电化学防护 ①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理 a.负极:比被保护金属活泼的金属; b.正极:被保护的金属设备。 ②外加电流阴极保护法—电解原理 a.阴极:被保护的金属设备; b.阳极:惰性金属或石墨。

(2)改变金属的内部结构,如制成合金、不锈钢等。 (3)加防护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。 4.判断金属腐蚀快慢的规律 (1)对同一电解质溶液来说,腐蚀速率的快慢一般来说遵循以下规则: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。 (2)对同一金属来说,在不同溶液中腐蚀速率的快慢:强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。 (3)活动性不同的两种金属,活动性差别越大,腐蚀速率越快。 (4)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀越快。 (5)两种保护方法的比较 外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。 【高考例题分析】 文章来源:网络。本文版权归原创作者所有。

高中化学《金属的腐蚀和防护》优质课教学设计、教案

高中化学《金属的腐蚀和防护》优质课教 学设计、教案 教学目标】 知识与技能: 1.理解化学腐蚀和电化学腐蚀的意义,掌握电化学腐蚀的条件; 2.掌握金属防护的一般方法和电化学防护原理。 过程与方法: 通过情景导学、构建模型、实验探究、问题导学、交流研讨等形式,加深学生对析氢腐蚀、吸氧腐蚀本质和金属的电化学防腐措施的理解。 情感态度与价值观: 通过知识构建、图片展示、阅读感悟、传统文化融合等形式,培养学生分析问题、解决问题的兴趣,激发学生研究科技的欲望和解决世界难题的使命感。 研究重点】金属腐蚀的本质和类型,金属防护的方法。 研究难点】析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别。 教学过程】

1.【情景导入】通过港珠澳大桥的新闻报道,感受国家现实科技成就和超级工程的伟大,激发学生的爱国情怀和研究兴趣。 2.【图片展示】展示港珠澳大桥的雄伟美丽,赞扬工程的伟大和工程师的成就,引导学生思考超级工程背后的世界难题和金属腐蚀问题。 3.【情景还原】通过分析钢铁的成分和在高湿、多盐的环境下钢铁表面容易形成水膜的原理,引导学生理解金属的腐蚀本质。 4.【构建模型+实验探究】通过实验探究,让学生感受金属腐蚀的现象和规律,培养他们的动手能力和分析能力。 5.【问题导学】通过问题导学,引导学生进一步分析金属腐蚀的本质和类型,以及吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别。 6.【总结归纳】通过交流研讨,总结归纳出金属腐蚀的类型和环境因素,以及金属防护的方法和电化学防腐原理。 7.【课堂作业】布置课堂作业,要求学生进一步探究金属腐蚀和防护的相关知识,并结合实际生活和工作中的问题进行分析和解决。 蚀,可以采用哪些方法?

高中化学 金属的腐蚀与防护(解析版)

课时34 金属的腐蚀与防护 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M +n H 2O===M(OH)n +n 2 H 2↑ B .马口铁(镀锡铁)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 【答案】C 【解析】金属腐蚀的本质主要是金属原子失电子被氧化,腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼,外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质相接触,腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。A 中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀,为M -n e -===M n +;B 选项中Sn 、Fe 构成电化学腐蚀,主要是Fe -2e -===Fe 2+,铁先被腐蚀。常温下,空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,难以和非金属氧化剂(Cl 2、S)等反应,发生化学腐蚀。 2.下列叙述中正确的是( ) A .原电池的负极发生还原反应 B .电化学腐蚀的实质是金属单质失去电子形成阳离子,而电子直接转移给氧化剂 C .金属在中性环境中主要发生析氢腐蚀 D .钢铁在潮湿环境中锈蚀时,开始生成Fe(OH)2,而后逐渐变成Fe(OH)3和Fe 2O 3·xH 2O 【答案】D 【解析】不论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀,都是先生成Fe(OH)2,再逐渐转变成Fe(OH)3和Fe 2O 3·xH 2O 。 3.以下防腐措施中,属于电化学保护法的是( ) A .用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜 B .在金属中加入一些铬或者镍制成合金 C .在轮船的船壳水线以下部分,装上一锌锭 D .在金属表面喷漆 【答案】C 【解析】在轮船的船壳水线以下部分,装上锌能形成铁­锌原电池,锌为负极,被腐蚀,铁被保护。 4.铜制品上的铝质铆钉,在潮湿空气中易发生腐蚀的主要原因可描述为( ) A .形成原电池,铝作负极

知识点总结3 金属的腐蚀与防护

知识点总结3 金属的腐蚀与防护 知识点总结三·金属的腐蚀与防护 知识点1·金属的腐蚀 1. 金属腐蚀的概念 (1)金属的腐蚀是指金属或合金与身边环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。(2)金属腐蚀的实质:金属原子失去电子被氧化的过程,M -ne - === M n+(M 表示金属)(3)金属腐蚀的类型:化学腐蚀和电化学腐蚀表1 化学腐蚀与电化学腐蚀 2. (1)化学腐蚀:4Fe + 3O 2 + 2nH 2O === 2Fe 2O 3·nH 2O (2)电化学腐蚀:吸氧腐蚀和析氢腐蚀 ① 吸氧腐蚀 通常事情下,在潮湿的空气中,钢铁的表面凝聚了一层溶有氧气的水膜,这层水膜、铁和铁中存在少量碳单质形成了无数弱小的原电池。这些弱小的原电池遍布钢铁表面。当身边环境呈若酸性或中性时,发生“吸氧腐蚀”。负极:;正极:。总反应:。 上述电化学腐蚀中汲取氧气,故称为吸氧腐蚀。 ② 析氢腐蚀 当钢铁表面水膜呈较强的酸性时,正极析出氢气发生“析氢腐蚀” 负极:;正极:。总反应:。 上述电化学腐蚀会生成氢气,故称为析氢腐蚀。(3)铁锈的生成 铁锈的要紧成分:Fe 2O 3·nH 2O 钢铁在中性或弱酸性条件下发生吸氧腐蚀后,生成的氢氧化亚铁会进一步被

O 2氧化,生成氢氧化铁,氢氧化铁部分脱水生成Fe 2O 3·nH 2O (铁锈的要紧成分)。 要紧的化学方程式: 4Fe(OH)2+ 2H 2O+O 2==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3== Fe 2O 3 · nH 2O+(3-n)H 2O 知识点2·金属的防护 1. 金属防护的原理 金属腐蚀的实质是金属原子失去电子被氧化的过程。防止金属被腐蚀,算是阻断金属发生氧化反应的途径。 2. 金属防护的常用办法:(1)改变金属组成或结构 如:将铬、镍加入一般钢里制成别锈钢。(2)在金属表面覆盖爱护层 原理:隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。如此的表面爱护常用的办法要紧有金属表面涂层爱护和镀层爱护。如:在钢铁表面涂上油漆或油脂、覆盖塑料、镀锌等。(3)电化学防护法 金属的电化学防护是利用电化学原理来爱护金属,防止金属腐蚀。 知识点3·金属腐蚀快慢的规律 1. 对同一电解质溶液来讲,腐蚀速率的快慢: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(或者:电解池的阳极>原电池负极>化学腐蚀>原电池正极>电解池阴极) 2. 对同一金属来讲,在同一溶液中腐蚀速率的快慢:强电解质溶液中>若电解质溶液中>非电解质溶液中 3. 活动性别同的两种金属,活动性差不越大,腐蚀越快。 4. 对同一种电解质溶液来讲,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀越快。 5. 纯度越高的金属,腐蚀的速率越慢。 6. 别纯的金属或合金,在潮湿空气中的腐蚀速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。防腐措施由好到坏的顺序: 外接电源的阴极爱护法>牺牲阳极的阴极爱护法>有普通防腐条件的爱护法>无防腐条件

金属的腐蚀与防护知识点总结

第三单元金属的腐蚀与防护 知能定位 1.了解金属腐蚀的原因,能辨别金属发生腐蚀的类型。 2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。 3.了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。 情景切入 铁生锈的现象随处可见,为什么铁在潮湿的环境中容易生锈?采取什么措施可以防止铁生锈呢? 自主研习 一、金属的电化学腐蚀 1.金属腐蚀 (1)定义 金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。 (2)实质 金属失去电子被氧化。 (3)类型 ①化学腐蚀:指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。腐蚀过程中无电流产生。 ②电化学腐蚀:指不纯的金属或合金发生原电池反应,使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。 2.电化学腐蚀 (1)吸氧腐蚀:钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时,氧气参加电极反应,发生吸氧腐蚀。 负极:2Fe=4e-+2Fe2+; 正极:2H20+02+4e-==40H-; 总反应:2Fe+02+2H20==2Fe(OH)2。 最终生成铁锈(主要成分为Fe203-xH20),反应如下: 4Fe(OH)2+02+2H20==4Fe(OH)3; 2Fe(OH)3==Fe203•xH20+(3-x)H20o (2)析氢腐蚀:金属表面的电解质溶液酸性较强,腐蚀过程中不断有H2放出。 负极:Fe=Fe2++2e-; 正极:2H++2e-=H2f; 总反应:Fe+2H+==Fe2++H2f。 二、金属的电化学防护 1.金属的防护 (1)本质:阻止金属发生氧化反应。 (2)方法 ①改变金属内部结构,如制成合金等。 ②加防护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。 ③电化学防护 2.电化学防护 (1)牺牲阳极的阴极保护法 将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起,更活泼的金属作阳极(负极)被腐蚀,作为阴极(正极)的金属被保护。

高考化学一轮复习(第四辑)考点五十八 金属的腐蚀与防护(含解析)

考点五十八金属的腐蚀与防护 聚焦与凝萃 1.理解金属发生电化学腐蚀的缘由、金属腐蚀的危害; 2.把握金属腐蚀的防护措施。 解读与打通 常规考点 一、金属的腐蚀 (1)金属腐蚀:指金属或合金与四周接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 (2)金属腐蚀的本质:是金属原子失去电子变成阳离子的过程。 可以表示为;M—ne- =M n+ 即金属腐蚀的过程中,金属发生氧化反应。 (3)金属腐蚀的分类: ①化学腐蚀 金属跟接触到的物质(如O2、Cl2、SO2等)直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。这类反应是金属跟氧化剂之间的氧化还原反应。 例如,铁跟氯气直接反应而腐蚀;钢管被原油中的含硫化合物腐蚀;铁遇到碘易发生反应(Fe+I2=FeI2)而被腐蚀等。 ②电化学腐蚀 不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。 例如:钢铁在潮湿空气中所发生的腐蚀 a.吸氧腐蚀 在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜里含有少量H+和OH-,还溶解了氧气等气体,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成很多微小的原电池。在这些原电池里,铁是负极,碳是正极。铁失去电子而被氧化: 负极:2Fe-4e-=2Fe 2+ 正极:2H2O+O2+4e-=4OH- 正极吸取了氧气,所以又叫吸氧腐蚀。电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要缘由。 b.析氢腐蚀 在潮湿的显酸性的空气中(例CO2、SO2、H2S等),钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜显酸性,则钢铁中的主要成分铁与杂质碳及水膜形成原电池。电极反应式为: 负极:Fe-2e-=Fe 2+ 正极:2H++2e-=H2↑ 总的原电池反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑ 二、金属的防护: 主要是破坏原电池的形成条件,特殊是防止发生吸氧腐蚀。具体方法有: ①将金属合金化,转变金属结构,如生成不锈钢; ②在金属表面覆加爱护层; ③金属经钝化处理,形成特殊的爱护膜; ④对金属进行电化学爱护。 隐性考点 1.推断金属腐蚀快慢的规律 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,金属被腐蚀得快慢与下列两种因素有关: (1)与构成微电池的材料有关,两极材料的活动性差别越大,电动势越大,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。 一般说来可用下列原则推断: 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 2.原电池、电解池原理的应用 (1)金属的防腐 在某些特殊的场所,金属的电化学腐蚀是不行避开的,如轮船在海中航行时,为了爱护轮船不被腐蚀,可以在轮船上焊上一些活泼性比铁更强的金属如Zn。这样,构成的原电池Zn为负极,而Fe为正极,从而防止铁的腐蚀。 (2)推断金属性的强弱 当两种金属构成原电池时,总是活泼的金属作负极而被腐蚀,所以先被腐蚀的金属活泼性较强。 (3)加快反应速率

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