钢铁的腐蚀
教学目的了解金属腐蚀的概念，掌握金属的电化学腐蚀的过程，了解常见的防护方法。
教学重难点金属的腐蚀
教具准备 p75图3－14实验：试管、水槽、食盐水、铁粉、炭粉。
教学过程
【课前预习】
1、什么是金属的腐蚀？举例说明。
2、金属腐蚀的本质是什么？
3、由于金属接触的介质不同，一般金属的腐蚀可分为几种？
4、什么是化学腐蚀？举例说明。
5、什么是电化学腐蚀？举例说明。
【新课导入】生活经验告诉我们，有些金属制品在使用一段时间以后，会失去表面的光泽，严重的会变的锈迹斑斑影响使用，尤其是钢铁制品，在潮湿的空气里，很容易生锈，这实际上是发生了的现象。下面，我们就一起来研究钢铁的腐蚀。
【课堂探究】一、钢铁的腐蚀
图3－14实验：试管、水槽、食盐水、铁粉、炭粉。
现象
结论
小结：1、金属的腐蚀
（1）概念：。（2）实质：金属原子失去电子被氧化成离子，即：M－ne－＝＝M n＋
（3）分类：（根据与接触的介质类型）：
①化学腐蚀：。
如：。
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，比较活泼的金属原子
失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
【阅读课本p76图3－15】钢铁在潮湿空气里腐蚀、生锈的过程：
*A、析氢腐蚀（水膜的酸性较强）
电极反应为：负极（Fe ）：Fe－2e－＝＝Fe2＋
正极（ C ）：2H＋＋2e－＝＝H2↑
*B、吸氧腐蚀（水膜的酸性很弱或中性溶液）
电极反应为：负极（Fe ）：2Fe－4e－＝＝2Fe2＋
正极（ C ）：2H2O＋O2＋4e－＝＝4OH－
氧化
※Fe2＋继续被氧化：Fe2＋[或Fe(OH)2]－→Fe3＋[或Fe(OH)3]－→Fe2O3·xH2O（铁锈）
（4）钢铁腐蚀的速率与哪些因素有关？
二、金属腐蚀的防护：
（1）金属腐蚀的两个因素：
①金属的本性（组成和结构）：金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀；
②一定条件（介质）：金属接触到潮湿的空气、腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。
（2）金属腐蚀的危害：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，甚至发生事故。据统计，每年由于腐蚀而直接损耗的金属材料，约占金属年产量的10%。
因此防止金属腐蚀有着非常重要的意义。
（3）金属的防护方法――防止金属形成原电池，杜绝形成原电池的条件。
①改变 （如制成合金、不锈钢等），可以增强金属耐腐蚀的能力；
②在金属表面 ，以断绝金属与外界物质接触，达到耐腐蚀的效果。（油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜）；
③ 保护法
※金属发生电化学腐蚀时，作 的金属总是先被腐蚀，而作 的金属受到保护！
A 、牺牲阳极的阴极保护法（铁上连锌片或镁片）；
B 、外加电源的阴极保护法（如将需保护的金属接在电源的阴极上）
【课堂小结】
腐蚀
金属腐蚀 腐蚀 析氢腐蚀（ ）
吸氧腐蚀（ ）
金属腐蚀的防护
【疑难点击】1、化学腐蚀和电化学腐蚀的比较
不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成微电池发生电化腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗，金属腐蚀的快慢与下列因素有关：
①构成原电池的材料。两极材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速度越快，活泼金属被腐蚀的速度就越快。
②金属所接触的电解质强弱。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。
即：同种金属的腐蚀在强电解质中＞弱电解质中＞非电解质中。
③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。
3、金属防护主要方法：
①、改变金属的内部组织结构（如不锈钢）；
②、在金属表面覆盖一层保护层（如涂油漆、油脂、镀耐腐蚀的金属或塑料等）；
③、运用电化学保护法（使待保护的金属作为原电池的正极等）。
【例题精析】
例1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锈
B、生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈
C、铁质器件附有铜质配件，在接触处易生锈
D、银质奖牌久置后表面变暗
例2在钢铁腐蚀过程中，下列五种变化可能发生的是：①Fe2＋转化为Fe3＋；②产生H2；③O2被还原；④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·xH2O；⑤杂质碳被氧化（）
A、只有①和②
B、只有②③④
C、①②③④
D、①②③④⑤
例3、为防止海轮船体的腐蚀，应在船体水线以下位置嵌上一定数量的（）A．铜块 B．铅块 C．锌块 D．钠块
*例4如图，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（）
A、④＞②＞①＞③
B、②＞①＞③＞④
C、④＞②＞③＞①
D、③＞②＞④＞①【课外练习】
1、埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是
A、在含铁元素较多的酸性土壤中
B、在潮湿疏松的碱性土壤中
C、在干燥致密不透气的土壤中
D、在含碳粒较多、潮湿透气的中性土壤中
2、下列关于钢铁锈蚀的叙述中，错误的是（）
A、酸雨能使钢铁更容易发生电化腐蚀
B、钢铁在潮湿的地窖中主要发生化学腐蚀
C、钢铁锈蚀时，铁原子失去电子成为Fe3＋，而后生成Fe(OH)
3
，再部分脱水成为氧化铁的水合物
D、铁锈的主要成分是Fe
2O
3
·nH
2
O
3、下列关于金属腐蚀的说法不正确的是
A、金属在潮湿空气中的腐蚀的实质是：M＋nH
2O＝＝M(OH)n＋(n/2)H
2
↑
B、金属的化学腐蚀的实质是M－ne－＝＝M n＋，电子直接转移给氧化剂
C、金属的化学腐蚀不一定在酸性条件下进行
D、在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
4、下列方法中不能用于进行金属防腐处理的是（）
A、油漆
B、铝热反应
C、电镀
D、改变金属内部结构
5、下列关于金属的腐蚀的叙述中正确的是（）
A、金属在潮湿情况下腐蚀的实质是M+nH
2O=M(OH)
2
+
2
n
H
2
↑
B、金属化学腐蚀的实质是M-xe=M x+,电子直接转移给氧化剂
C、金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行
D、在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
6、以下叙述的原因不是由电池反应造成的是
A、含杂质的锌与盐酸比纯锌与盐酸反应速率快
B、金属在潮湿的空气中易腐蚀
C、纯铁和盐酸反应，如滴入几滴硫酸铜溶液，则可加快反应速率
D、化工厂中的铁锅炉易腐蚀而损坏
*7、实验室欲快速制取H
2
，应选用正确的措施是（）
A、纯锌跟稀H
2SO
4
反应 B、粗锌跟稀硫酸反应
C、粗锌跟硝酸反应
D、将浸泡过CuSO
4
溶液的锌跟稀硫酸反应
*8、有a、b、c、d四种金属。将a与b用导线连起来，浸入电解质溶液中，b不易被腐蚀。将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈。将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。据此判断四种金属的活动性由强到弱的顺序是（）
A、a、b、c、d
B、d、a、b、c
C、b、a、d、c
D、c、a、d、b
9、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，该种腐蚀属，反应原理是（写电极反应式和离子方程式）。
*10、炒过菜的铁锅（钢铁中含有碳）未及时洗净（残液中含有氯化钠），第二天便会因被腐蚀
而出现红褐色的锈斑（该锈斑为Fe(OH)
3失水的产物Fe
2
O
3
·xH
2
O）。试回答：
（1）铁锅腐蚀应该属于腐蚀，腐蚀的原因是
（2）请用文字并用有关反应的离子方程式或化学方程式表示铁锅的腐蚀过程。
负极：；正极：；
离子方程式：；总的化学方程式：。11、通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，装有一定数量的锌块，请解释原因。
。*12、如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中为NaCl溶液，乙试管为NH
4
Cl溶液。数天后观察到的现象是，甲中正极反应为，乙中正极反应
为；试管中残留气体平均相对分子质量
的变化为：甲，乙。
甲乙
CORROSION OF METALS IN CONTACT WITH MINERAL BUILDING MATERIALS KORROSION DER METALLE IM KONTAKT MIT MINERALISCHEN BAUSTOFFEN CORROSION DES METAUX EN CONTACT AVEC DES MATERIAUX MINERAUX Ulf Nürnberger ABSTRACT Metals such as steel, aluminium, copper, zinc and lead in structural engi-neering get into contact with very different mineral building materials. As a rule, solid phases of the building materials do not attack metals. A corrosive attack only is possible, if the capillary-, pore-, or canal-like cavities, that exist in each building material, contain free water. Further, in case of oxygen-type corrosion, the oxygen that is necessary for the maintenance of the corrosion reaction must be able to rediffuse to the surface of the metal through the cavities of the build-ing material. In addition, conditions that inhibit or destroy passivity have to ex-ist. In all cases of corrosion, there is a complicating effect, if the water dissolves ingredients of the building material that are aggressive against metal or ease the transportation of polluting agents from the environment of the structural ele-ment. In structural engineering, from a corrosion-technical point of view, contacts of metals and mineral building materials, that are produced with cement and gypsum, play an important role. ZUSAMMENFASSUNG Metalle wie Stahl, Aluminium, Kupfer, Zink und Blei kommen im Ingeni-eurbau mit den unterschiedlichsten Baustoffen in Berührung. Die festen Phasen von mineralischen Baustoffen greifen die Metalle im Regelfall nicht an. Ein Korrosionsangriff ist nur m?glich, wenn die im Baustoff vorhandenen kapillar-, poren- oder kanal?hnlichen H ohlr?ume ungebundenes Wasser enthalten. Wei-terhin mu? der für die Korrosion erforderliche Sauerstoff in der Lage sein, von der Oberfl?che her durch die Hohlr?ume des Baustoffes zu diffundieren. Zus?tz-lich haben Bedingungen zu existieren, welche eine Passivit?t hemmen oder Pas-
钢铁腐蚀与防护 1.有机涂层腐蚀防护 由有机高分子化合物为主体组成覆盖层统称为有机覆盖层。有机涂层还常常称作涂料,早期的涂料通常叫做油漆。其主要成膜物质和溶剂等,是以有机材料为主体的有机涂料。覆盖层是通过阻抗抑制、氧缺乏、阻止金属向环境放电和缓蚀技术来达到腐蚀防护的目的。 有机涂层种类繁多,应该依据钢结构的用途、环境、使用年限要求等进行选择。有机涂料的选择应考虑与腐蚀环境相适应的涂料品种、体系相匹配。更进一步了解成膜物质、溶剂等,其品种主要有过氯乙烯类、环氧树脂类、氯磺化聚乙烯类、聚氨酯类、氯化橡胶类、不饱和聚酯类、聚氟橡胶类、有机硅类,以及可用于地下的沥青焦油类等。有的还可交替搭配(如环氧煤焦油、含氟聚氯乙烯等) 。作为防腐涂料的特殊要求,须包含具有缓蚀作用的防锈颜料,一般有碱性颜料(红丹、铅酸钙等) 、可溶性颜料(锌黄、铬黄、磷锌黄等) 、阴极保护型颜料(锌、铝、镁粉等) 在室外使用的耐候性树脂覆盖层的耐久性按下面的顺序递增： 油脂≤酚醛≤醇酸树脂≤氯化橡胶系≤丙烯酸系≤聚氨酯系≤丙烯酸有机硅≤氟树脂类 目前国内外使用最多的钢铁结构件防腐方法是有机涂料涂装。涂装防腐主要基于隔离机理。显然只有当涂层将钢铁基体与腐蚀环境完全隔离时，涂层才能有效地保护钢铁材料免于腐蚀。但是事实上几乎所有的有机涂料橡层都存在一些微小的“针孔”．当外界的腐蚀介质通过这些通道到达钢铁基体时，就在涂层与基体的界面处发生腐蚀。钢铁腐蚀对产生的腐蚀产物体积将膨胀20倍，其结果是在涂层中出现蚀痕、鼓泡和剥脱．最终导致腐蚀防护体系的失效。为了维持涂层对钢铁基体的保护作用，通常每隔几年就要对钢铁构件重新涂装一遍，在腐蚀严重的环境下甚至每年都要涂装一遍．涂装方法的另一个缺点是污染环境。目前．许多国家对使用有机涂料的限制越来越严格 2.无机非金属涂层腐蚀防护
影响钢铁腐蚀的因素 高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆ 典例在线 铁生锈是比较常见的现象，某实验小组为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法： 首先检查制氧气装置的气密性，然后按图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3 min 左右，观察到的实验现象为：①直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；②直形管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；③烧杯中潮湿的铁丝依然光亮。 试回答以下问题： （1）由于与接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于________。能表示其原理的电极反应式为______________________________________________。 （2）仪器A的名称为________，其中装的药品可以是________________，其作用是 ________________________________________________________________。 （3）由实验可知，该类铁生锈的条件为________________________________。 决定铁生锈快慢的一个重要因素是________。 【参考答案】（1）电化学腐蚀负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－（2）球形干燥管碱石灰(或无水氯化钙) 干燥O2 （3）与O2接触；与水接触氧气浓度 【试题解析】钢铁在潮湿环境下形成原电池，发生电化学腐蚀。在直形管中的实验现象说明，潮湿是铁生锈的必须前提；直形管实验与烧杯实验的对比，则说明O2浓度是影响铁生锈快慢的一个重要因素。 解题必备 1．金属腐蚀类型的判断方法
钢铁的腐蚀 教学目的了解金属腐蚀的概念，掌握金属的电化学腐蚀的过程，了解常见的防护方法。 教学重难点金属的腐蚀 教具准备 p75图3－14实验：试管、水槽、食盐水、铁粉、炭粉。 教学过程 【课前预习】 1、什么是金属的腐蚀？举例说明。 2、金属腐蚀的本质是什么？ 3、由于金属接触的介质不同，一般金属的腐蚀可分为几种？ 4、什么是化学腐蚀？举例说明。 5、什么是电化学腐蚀？举例说明。 【新课导入】生活经验告诉我们，有些金属制品在使用一段时间以后，会失去表面的光泽，严重的会变的锈迹斑斑影响使用，尤其是钢铁制品，在潮湿的空气里，很容易生锈，这实际上是发生了的现象。下面，我们就一起来研究钢铁的腐蚀。 【课堂探究】一、钢铁的腐蚀 图3－14实验：试管、水槽、食盐水、铁粉、炭粉。 现象 结论 小结：1、金属的腐蚀 （1）概念：。（2）实质：金属原子失去电子被氧化成离子，即：M－ne－＝＝M n＋ （3）分类：（根据与接触的介质类型）： ①化学腐蚀：。 如：。 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，比较活泼的金属原子 失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。 【阅读课本p76图3－15】钢铁在潮湿空气里腐蚀、生锈的过程： *A、析氢腐蚀（水膜的酸性较强） 电极反应为：负极（Fe ）：Fe－2e－＝＝Fe2＋ 正极（ C ）：2H＋＋2e－＝＝H2↑ *B、吸氧腐蚀（水膜的酸性很弱或中性溶液） 电极反应为：负极（Fe ）：2Fe－4e－＝＝2Fe2＋ 正极（ C ）：2H2O＋O2＋4e－＝＝4OH－ 氧化 ※Fe2＋继续被氧化：Fe2＋[或Fe(OH)2]－→Fe3＋[或Fe(OH)3]－→Fe2O3·xH2O（铁锈） （4）钢铁腐蚀的速率与哪些因素有关？ 二、金属腐蚀的防护： （1）金属腐蚀的两个因素： ①金属的本性（组成和结构）：金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀； ②一定条件（介质）：金属接触到潮湿的空气、腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。
钢铁的表面腐蚀概述及防蚀方法 1 前言 钢铁制品如建筑物、铁塔、输送管道和桥梁等由于长期暴露在空气或溶液中易与氧气以及电解质溶液等发生相互作用被腐蚀，严重影响美观以及产品的使用寿命，给国民经济建设带来很大的损失。在我国，据中国工业和自然环境腐蚀调查项目组2008年调查结果显示，由腐蚀造成的直接经济损失约为2300亿元，间接经济损失为5000-6000亿元，相当于当年我国国民生产总值的5％。 钢铁腐蚀后的影响，除了直接损耗以外，还影响钢结构受力与继续使用。日本统计过这样的资料，在受力情况下钢结构被腐蚀后，若腐蚀1％，其强度下降10~15％。若双面腐蚀各达5％，其结构将报废。就世界范围来说，虽然防腐技术措施在不断发展，使腐蚀问题得到了一些缓解，但总的来说，钢铁产品的腐蚀仍十分严重。本文结合有关式样的检测分析来阐释常见的环境中中钢铁的腐蚀机理，并提出相应的腐蚀防护机理。 2 钢铁腐蚀分类及原理简介 总的来说，钢铁的腐蚀按原理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类，而各类又有很多种情况。当然在一般情况下钢铁的腐蚀大多为电化学腐蚀，这里仅仅就原理上来叙述。 2.1 化学腐蚀 金属材料与干燥气体或非电解质直接发生化学反应而引起的破坏称化学腐蚀。钢铁材料在高温气体环境中发生的腐蚀，通常属化学腐蚀，在实际生产过程中（冶炼轧制）常遇到以下类型的化学腐蚀： a. 钢铁的高温氧化：钢铁材料在空气中加热时，铁与空气中的O2发生化学反应,在570℃以下反应如下： 3Fe + 2O2 → Fe3O4 生成的Fe3O4是一层蓝黑色或棕褐色的致密薄膜，阻止了O2与Fe的继续反应，起了保护膜的作用，而在Fe3O4外面往往有一层Fe2O3包裹在外面。570℃以上生成以FeO 为主要成分的氧化皮渣，生成的FeO是一种既疏松又极易龟裂的物质，在高温下O2可以继续与Fe反应，而使腐蚀向深层发展，得到FeO。
钢铁的锈蚀和防腐 (一)钢铁锈蚀 随着现代化建设的飞速发展，钢铁材料及其制品的防腐处理越来越引起各方面的重视。金属的腐蚀遍及国民经济各个领域，给国民经济带来了巨大的损失。因为因钢铁锈蚀造成的损失是极其严重的：如我国每所由于金属腐蚀造成的经济损失高达300亿元以上，约占国民生产总值3―4%，在发达国家中每年腐蚀生锈的钢铁占年产量的15－20%。约有30%的设备因腐蚀而报废。 1. 钢铁锈蚀产生的原理及一般发展过程 金属等物体受周围环境、介质的化学作用或电化学作用，而损坏的现象称为腐蚀。钢铁等金属是由原始化铁氧化合物经冶炼，并消耗了大量的能量而制成，这些能量呈元素态潜存于钢铁中；它们可随时随地再与氧化合，恢复至原始自然的化合态而释放出能量。这种过程是化学热力学自发的过程，表现即为钢铁的腐蚀现象。 钢铁表面是一个活性的表面，与空气中的氧气、水分及其他腐蚀性介质作用面生锈，铁是一个多化合价的金属，从腐蚀起开始，它由低价的铁变成稳定的高价氧化物。铁锈生成和老化过程是持续不断的变化过程，锈蚀过程生成物示意图如下： 锈蚀表观层次可分三层：r-FeOOH为立方晶格，a-FeOOH为六方晶格，Fe3O4为非晶形物质，它们的稳定性是Fe3O4>Fe2O3>a-FeOOH>r-FeOOH。浮锈Fe3O4为非晶形物质，锈蚀疏松，是已成熟的，惰性的物质。FeO最不稳定，容易继续发生变化成为锈蚀。 2. 锈蚀与防腐 人们已经认识到，人类使用的钢结构很少是由于单纯机械因素(如拉、压、冲击、疲劳、断裂和磨损等)或其他物理因素(如热能、光能等)引起破坏的，绝大多数金属结构的破坏都与其周围环境的腐蚀因素有关。因此，钢结构的腐蚀与防腐已成为当今材料科学、化工业与工程等领域不可忽略的重大课题，受到了政府与钢结构应用相关的各行业的重视。 到目前为止，钢结构的腐蚀问题正在给世界各国的国民经济带来巨大的损失。据一些工业发达国家统计，每年由于钢结构腐蚀而造成的经济损失约占国民经济生产总值的2%一4%。美国1975年因腐蚀造成的经济损失约为700亿美元，约占当年国民生产总值的4.2%，1982年高达1260亿美元；英国1969年腐蚀损失为13.65亿英镑，占国民生产总值的3.5%；日本1976年腐蚀损失为92亿美元，占国民生产总值的1.8%；据我国1995年统计，腐蚀损失高达1500亿元人民币以上，约占国民生产总值的4%。目前，全世界每年因钢结构腐蚀造成的经济损失已高达数千亿美元以上。 长期以来，人们一直采用多种技术对金属加以保护，防止腐蚀的发生。由于防腐涂料具有性能优异、制造方便、价格低廉等一些其它材料无法比拟的优点，因此在选择防腐措施时成为优先考虑的对象。随着防腐技术的成熟，旧的涂料不断被淘汰，新的技术不断产生。 3. 涂料防腐的主要原理 腐蚀的三个重要因素是水、氧和离子化合物。所以防腐涂料在金属表面的所生成的涂层，必须能阻缓上述三因素的透过而发挥防腐作用。故良好的防腐蚀涂料必须具备以下几个方面的性能： A) 屏蔽能力 水是通过漆膜的自由体积的空穴在漆膜内穿行，由于传统的防腐涂料是颗粒成膜，难免出现孔隙。这种微观的缺陷比分子的自由体积空间大，使水、氧离子容易进入，所以采用多涂层加厚膜涂
钢铁的腐蚀 班级：高一（）班姓名：学号：成绩： 专题三：第二单元铁、铜的获取及性质 ——钢铁的腐蚀 【学海导航】 1．了解金属腐蚀的利弊，了解化学腐蚀和电化学腐蚀的原理 2．了解防止金属腐蚀的一般方法 【主干知识】 1．金属的腐蚀是指，发生化学反应被侵蚀损耗的过程，在金属腐蚀的过程中金属电子而被。金属的腐蚀有和两大类。金属腐蚀的实质是。 2．金属跟周围的物质接触而引起的腐蚀叫。如、。 3．钢铁不是纯净的铁。通常含有少量的等杂质。在的空气中，钢铁的表面形成了一层溶液的薄膜，金属接触电解质溶液后，较活泼的铁而被氧化成，溶液中的则在碳上被还原成。 Fe 2+ （或Fe(OH)2）被空气氧化成（或），随着溶液pH 值的增大，溶液中的与 结合生成，最后生成。把上述情况下钢铁发生的腐蚀称为。整个过程中的化学方程式为：。 4．钢铁的防护主要有三种方法：、和。在钢铁表面镶嵌比铁的金属如锌，也能起到防止钢铁腐蚀的作用。其原理是利 用锌的性比铁强，更失去电子而被腐蚀，从而使钢铁得到保护。 【精彩例题】 1、下列事实不能用电化学原理解释的是（） A 铝片不需要特殊的保护方法。 B 炒过菜的铁锅未清洗易生锈。 C 轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌。 D 镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀。 2. 下列现象与电化学腐蚀无关的是不是（）
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 ．铁制器件配有铜制配件，在接触处容易生锈 D ．银制奖牌（纯银制成）久置后表面变暗 【巩固练习】 一．选择题 1．关于铁的叙述，错误的是（） A ．纯净的铁是光亮的银白色金属 B ．铁能被磁铁吸引 C ．铁是地壳中含量最多的金属元素 D ．纯铁的抗腐蚀能力很强，铁在干燥的空气里不易被氧化 2. 下列方法不能用于进行金属防腐处理的是（） A ．油漆 B. 铝热反应 C 。电镀 D 。制成合金 3．埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下，被腐蚀速度最慢的是（） A 在含铁元素较多的酸性土壤中 B 在潮湿疏松透气的土壤中 C 在干燥致密不透气的土壤中 D 在含有碳粒较多，潮湿透气的土壤中 4. 下列事实不能用电化学腐蚀知识解释的是（） A 轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌快 B 铝片不用特殊方法保存 C 纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后反应速率加快 D 镀锌铁比镀锡铁更耐用 5．为了保护地下钢管不受腐蚀可采用的方法是（） A 将它与直流电源负极相连
结构钢一般按强度分类，在钢号中的数字往往代表抗拉强度的最低值。由于该类钢常用于制作结构件，因此称作为结构钢。结构钢的强化机制倾向于降碳增锰固溶强化铁素体、细化珠光体和添加微合金的析出强化、沉淀强化和细晶强化，以确保在提高强度的同时仍保持较好的韧、塑指标并兼具良好的焊接性能。 钢中常见的元素、夹杂物对钢性能的作用及影响 常见元素主要有C、Si、Mn、P、S、N、H、O及其他非金属夹杂物。 碳（C）：是对钢的性能影响最大的基本元素。不同的碳含量依据钢中杂质元素含量和轧后冷却条件的不同对于钢的性能影响是不同的，随着钢中碳含量的增加，碳钢在热轧状态下的硬度直线上升，塑性和韧性降低。在亚共析范围内，碳对抗拉强度的影响是，随着碳含量增加，抗拉强度不断提高，超过共析范围后，抗拉强度随碳含量的增加减缓，最后发展到随碳含量的增加抗拉强度降低。另外，含碳量增加时碳钢的耐蚀性降低，同时碳也使碳钢的焊接性能和冷加工（冲压、垃拔）性能变坏。 硅（Si）：硅在碳钢的含量≤0.50％。硅也是钢中的有益元素。在沸腾钢中，含硅量很低，硅是作为脱氧元素加入到钢中。在镇静钢中硅的含量一般为0.12～0.37％。硅增大了钢液的流动性，除了形成非金属夹杂外，硅溶于铁素体中。随着硅含量的提高，钢的抗拉强度提高，屈服点提高，伸长率下降，钢的面缩率和冲击韧性显著降低。 锰（Mn）：在碳钢中，锰是有益元素。锰是作为脱氧除硫的元素加入到钢中的。对于镇静钢来说，锰可以提高硅和铝的脱氧效果，可以同硫形成硫化锰，相当程度上降低硫在钢中的危害。锰对碳钢的力学性能有良好的影响，它能提高钢热轧后的硬度和强度，原因是锰溶入铁素体中引起固溶强化。因此，精炼过程中要按照技术要求严格稳定控制各炉次的锰含量。 磷（P）：一般来说，磷是钢中的有害元素。它来源于矿石和生铁等炼钢原料。磷能提高钢的强度，但使塑性和韧性降低，特别是使钢的脆性转折温度急剧上升，即提高钢的冷脆性（低温变脆）。由于磷的有害影响，同时考虑到磷有较大的偏析，因而对其含量要严格的控制。但是在含碳量比较低的钢种中，磷的冷脆危害比较小。在这种情况下，可以用磷来提高钢的强度，如鞍钢生产的高强度IF钢就需要加入磷。另外，在适当的情况下，还利用磷的其他一些有益作用，如增加
红热的铁丝与水接触，表面形成蓝黑色的保护层，这属于化学腐蚀还是电化学腐蚀 金属腐蚀的现象十分复杂,根据金属腐蚀的机理不同,通常可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类. 1 化学腐蚀 金属材料与干燥气体或非电解质直接发生化学反应而引起的破坏称化学腐蚀.钢铁材料在高温气体环境中发生的腐蚀,通常属化学腐蚀,在生产实际中常遇到以下类型的化学腐蚀. a.钢铁的高温氧化 钢铁材料在空气中加热时,铁与空气中的02发生化学反应,在570℃以下反应如下: 3Fe + 202 Fe304 生成的Fe304是一层蓝黑色或棕褐色的致密薄膜,阻止了O2与Fe的继续反应,起了保护膜的作用.在570℃t22_k生成以FeO为主要成分的氧化皮渣,反应如下:2Fe + O2 2FeO 生成的FeO是一种既疏松又极易龟裂的物质,在高温下O2可以继续与Fe反应,而使腐蚀向深层发展. 不仅空气中的氧气会造成钢铁的高温氧化,高温环境中的CO2,水蒸气也会造成钢铁的高温氧化,反应如下: Fe + CO2 FeO + CO;Fe + H2O FeO + H2 温度对钢铁高温氧化影响极大,温度升高,腐蚀速率显著增加,因此,钢铁材料在高温氧化性介质(O2,C02,H20等)中加热时,会造成严重的氧化腐蚀. b.钢的脱碳 钢中含碳量的多少与钢的性能密切相关.钢在高温氧化性介质中加热时,表面的C或Fe3C极易与介质中O2,C02,水蒸气,H2等发生反应: Fe3C(C) + 1/2O2 3Fe + CO; Fe3C(C) + C02 3Fe + 2CO; Fe3C(C) + H20 3Fe + CO + H2; Fe3C(C) + 2H2 3Fe + CH4 上述反应使钢铁工件表面含碳量降底,这种现象称为"钢的脱碳".钢铁工件表面脱碳后硬度和强度显著下降,直接影响零件的使用寿命,情况严重时,零件报废,给生产造成很大的损失. c.氢脆 含氢化合物在钢材表面发生化学反应,例如: 酸洗反应: FeO + 2HCl = FeCl2 + H20 Fe + 2HCl = FeCl2 + 2H 硫化氢反应: Fe + H2S = FeS + 2H 高温水蒸气氧化: Fe + H20 = FeO + 2H 这些反应中产生的氢,初期以原子态存在,原子氢体积小,极易沿晶界向钢材的内部扩散,使钢的晶格变形,产生强大的应力,降低了韧性,引起钢材的脆性.这种破坏过程称为"氢脆".合成氨,合成甲醇,石油加氢等含氢化合物参与的工艺中,钢铁设备都存在着氢脆的危害,特别对高强度钢铁构件的危害更应引起注意. d.高温硫化 钢铁材料在高温下与含硫介质(硫,硫化氢等)作用,生成硫化物而损坏的过程称"高温硫化",反应如下: Fe + S = FeS ; Fe + H2S = FeS + H2 高温硫化反应一般在钢铁材料表面的晶界发生,逐步沿晶界向内部扩展,高温硫化后的构件,
钢铁的腐蚀介绍 在金属材料中，钢铁的腐蚀无疑是其中最重要的，因为它使用的范围很广，影响也很大；举凡桥梁、机械、结构物或关系公共工程的建设，无不与钢铁材料有关。 基本上，钢铁材料的腐蚀现象，主要也是由于化学及电化学因素所引起，而其常见的形式有：直接氧化腐蚀、均匀腐蚀、伽凡尼腐蚀、穿孔腐蚀、间隙腐蚀、应力腐蚀、延晶腐蚀、浸蚀腐蚀、空洞腐蚀和磨擦腐蚀等，由于形式很多包含范围很多，包含均匀腐蚀、伽凡尼腐蚀、穿孔腐蚀、间隙腐蚀、应力腐蚀、和延晶腐蚀等。 1、直接氧化腐蚀 高温或缺乏水份的情况下，铁的腐蚀型态将不同于常温下的反应，而直接与氧结合，其反应式： 4Fe＋3O2 2Fe2O3氧化铁 由于氧化铁并不够细致，因此氧气仍可渗入，并形成FeO（氧化亚铁）和Fe3O4（四氧化三铁）等氧化物，这样的情况在钢的热轧或是热处理时常会发生，称为鳞皮。 2、均匀腐蚀(Uniform attack corrosion) 当一种金属置于电介质(或电解质)中，金属的某部分区域会比其他区域更为"阳极"，而且这些区域的位置会不时移动，有时也会周而
复始，这样的现象使得腐蚀现象在各处均匀发生，称为均匀腐蚀。这种型态如平常我们所见的铁生锈即属之，金属的高温氧化或是镍的成雾状(fogging)也都是均匀腐蚀的例子。 3、均匀腐蚀的量测 均匀腐蚀的速率，通常可以用几种单位表示。国内外常用的有：每年侵蚀的公厘mm数、密尔mil数(mpy，mils penetration per year，1mil=1/1000吋=0.025mm)、和英寸数(ipy，inches penetration per year)，但有时由于不易量度，也以损失的重量mdd (milligrams per square decimeter per day)或每年损失的重量再来推估mpy等其它各种数值。以钢为例，在海水中的腐蚀速率约为25mdd，相当于5mpy。 一般来说，腐蚀的初始速率常较最终速率为大，因此测定腐蚀速率时，要记录整个过程，以外插法可能会产生很大的错误。而材料如果腐蚀速率在1mpy以下为抗蚀性强(outstanding)，50mpy以上防蚀性转劣(poor)，在200mpy以上则是无法接受(unacceptable)。 4、伽凡尼腐蚀(Galvanic corrosion) 这种腐蚀发生于两种不同金属或是合金接触，而能产生伽凡尼电池(Galvanic cell)的情况，常用金属材料在海水中的伽凡尼电位序。 较具阳极的金属易受到腐蚀。例如：在海洋工程中，以焊锡（铅
钢材的腐蚀与防护 (一)腐蚀种类 钢材受腐蚀的原因很多，可根据其与环境介质的作用分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。 1．化学腐蚀 亦称干腐蚀，属纯化学腐蚀。是指钢材在常温和高温时发生的氧化或硫化作用。氧化作用的原因是钢铁与氧化性介质接触产生化学反应。氧化性气体有空气、氧、水蒸气、二氧化碳、二氧化硫和氯等，反应后生成疏松氧化物。其反应速度随温度、湿度提高而加速。干湿交替环境下腐蚀更为厉害，在于燥环境下腐蚀速度缓慢，例如： 2．电化学腐蚀 也称湿腐蚀，是由于电化学现象在钢材表面产生局部电池作用的腐蚀。例如在水溶液中的腐蚀，在大气，土壤中的腐蚀等。 钢材在潮湿的空气中，由于吸附作用，在其表面覆盖一层极薄的水膜，由于表面成分或者受力变形等的不均匀，使邻近的局部产生电极电位的差别，形成了许多微电池。在阳极区，铁被氧化成Fe+2离子进入水膜。因为水中溶有来自空气中的氧，在阴极区氧被还原为OH-离子，两者结合成不溶于水的Fe(OH)2，并进一步氧化成疏松易剥落的红棕色铁锈Fe(OH)3。在工业大气的条件下，钢材较容易锈蚀。 钢材在大气中的腐蚀，实际上是化学腐蚀和电化学腐蚀同时作用所致，但以电化学腐蚀为主。 (二)防腐措施 钢材的腐蚀有材质的原因，也有使用环境和接触介质等原因，因此防腐蚀的方法也有所侧重。目前所采用的防腐蚀方法有如下几种。 1．合金化 在碳素钢中加入能提高抗腐蚀能力的合金元素，如铬、镍、锡、钛和铜等，制成不同的合金钢，能有效地提高钢材的抗腐蚀能力。 2．金属覆盖 用耐腐蚀性能好的金属，以电镀或喷镀的方法覆盖在钢材的表面，提高钢材的耐腐蚀能力。如镀锌、镀铬、镀铜和镀镍等。 3．非金属覆盖 在钢材表面用非金属材料作为保护膜，与环境介质隔离，以避免或减缓腐蚀。如喷涂涂料、搪瓷和塑料等。
钢铁的锈蚀与防护 【课标要求】 ●了解金属锈蚀的条件和防止金属锈蚀的简单方法； ●知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属和金属资源保护的重要性。【核心内容】 金属锈蚀原因 金属减缓金属锈蚀的方法 了解废旧金属的产生及其对环境的危害 【要点精讲】 1.导致钢铁生锈的原因 （1）钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果。 （2）钢铁的纯度、环境的温度及与酸碱性等物质的接触等都是影响钢铁锈蚀的因素。 （3）钢铁锈蚀后生成铁锈（主要成分是Fe2O3）。铁锈疏松多孔，不仅不能阻止钢铁制品与空气和水的接触，还会把空气和水分保留在钢铁制品的表面，进一步加速钢铁的锈蚀。因此，当钢铁制品表面生锈时应及时除锈。 2.减缓金属锈蚀的方法 防止铁生锈的方法：根据铁的锈蚀条件不难推断防止铁生锈的方法是：使铁制品隔绝空气或隔绝水。 保持铁制品表面的干燥和洁净 刷油漆 钢铁防锈方法涂油 在铁制品表面涂一层保护膜电镀 烤蓝等 改变铁的组织结构，制成合金钢，如不锈钢等 3．废旧金属的回收利用 （1）废旧金属的产生及带来的危害
产生：由于金属制品的腐蚀、损坏和自然淘汰，每年都有大量的废旧金属产生。 危害：①造成环境污染。②浪费了有限的金属资源 （2）废旧金属回收利用的意义。 ①节省资金；②节约资源；③降低成本；④减少空气污染、水污染和固体废弃物。例题解析 【例1】铁在我们的生活中应用广泛，家用的铁锅、铁钉、用铁丝制成的晒衣架、自行车等等。请你说一说铁栅栏、刀片、自行车的钢圈、链条采用的防锈措施。 （1）铁栅栏；（2）刀片； （3）自行车钢圈；（4）链条。 【解析】钢铁的防锈原理是让其与空气、水（或水蒸气）隔开。钢铁一旦生了锈，就会越锈越厉害，因为锈是蓬松的，更易吸水，会一“锈”到底。因此防锈措施就应运而生了，例如刷油漆、涂油、镀金属、烤蓝等。在具体“施工”中人们会根据不同的性质和用途采取相应的措施。譬如，自行车的链条，一般不用刷油漆、镀金属而采用涂油的方法，因为链条总在不断地运动和磨擦。该题的答案是（1）刷油漆（2）烤蓝（3）镀铬（或镀一层金属）（4）涂润滑油 【例2】某课外活动小组去一家废旧金属回收公司辨别废生铁和废钢，他们运用所学的生铁和钢的性能、用途等有关知识进行辨别，收获很大。试问：该课外活动小组可能是用哪些较简便的方法辨别废生铁和废钢的？（只答方法，不必叙述理由）【解析】要辨别生铁和钢主要根据其性能进行区别，一般来说生铁硬而脆，断面呈现暗灰色。钢硬、韧，断面是银白色。另外由于它们的性能不同，其用途也不同。根据以上几个方面初步区分生铁和钢。该题的答案是（1）看部件用途（即曾用做什么）；（2）可用铁锤敲击看其韧性、脆性等；（3）看断面颜色；（4）可敲击辨音等诸多方面综合考虑。 【例3】矿物的储量是有限的，而且不能再生，这也就意味着金属资源是有限的。那么怎样才能有效地保护金属资源？ 【解析】人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属，
初中化学《钢铁的锈蚀与防护》专题练及答案 姓名:_____________ 年级 :____________ 学号:______________ 题型选择题填空题简答题xx题xx题xx题总分 得分 一、选择题（共5题） 1.在金属表面覆盖保护膜是普遍采用的金属防锈措施之一。下列自行车的防锈措 施中，不属于覆盖保护膜的是( ) A.擦拭保持洁净与干燥 B.链条上油 C.轮圈镀铬 D.车架喷漆 【答案】选A。本题主要考查金属的防锈措施。保持干燥是防止金属制品与水接触而生锈；链条上油、轮圈镀铬、车架喷漆均是在金属表面覆盖保护膜，从而防止金属与水和空气接触而生锈。故选A 难度：容易知识点：金属资源的利用和保护 2.下列家庭小实验中，铁钉被腐蚀速度最慢的是( ) 【答案】选B。本题主要考查金属锈蚀的条件。铁钉生锈是铁钉与氧气和水等物质共同作用的结果。白醋和食盐水能加快金属的锈蚀，B中植物油起到隔绝空气的作用，锈蚀最慢。 难度：基础知识点：金属资源的利用和保护 3.以下措施中，不能防止金属腐蚀的是( ) A.在金属门窗表面刷一层油漆 B.铁制品表面的铁锈用作防护层 C.在剪刀表面涂油 D.在自行车钢圈表面镀一层耐腐蚀的金属 【答案】选B。在金属表面覆盖保护层，镀一层耐腐蚀的金属都能防止金属腐蚀，铁锈疏松多孔，不能阻止里层的铁继续与氧气、水等反应。 难度：容易知识点：金属及金属材料单元测试 4.下列说法不符合事实的是( ) A.钢铁生锈是缓慢氧化 B.铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁 C.铁锈的主要成分是四氧化三铁 D.及时擦干被雨水淋湿的自行车可防止自行车生锈 【答案】选C。本题主要考查铁的性质、铁的锈蚀及防护。钢铁生锈是铁与空气中的氧气和水发生的缓慢氧化反应，故A正确；铁在氧气中燃烧，生成黑色的四氧化三铁，故B正确；铁在空气中与氧气、水共同作评卷人得分
金属常见的几种腐蚀简介 一、垢下腐蚀 1、定义 垢下腐蚀under-deposit corrosion：金属表面沉积物产生的腐蚀 2、腐蚀机理 一种特殊的局部腐蚀形态，其机理是由于受设备几何形状和腐蚀产物、沉积物的影响，使得介质在金属表面的流动和电介质的扩散受到限制，造成被阻塞的的空腔内介质化学成分与整体介质有很大差别，空腔内介质pH值发生较大变化，形成阻塞电池腐蚀（Occude cell corrosion），尖端的电极电位下降，造成电池腐蚀。按其腐蚀原理可分为酸性腐蚀和碱性腐蚀两种，通常循环冷却系统的垢下腐蚀为酸性腐蚀。 结垢是指在冷却水中所含成垢组分在水侧金属表面的结垢过程，污垢是包括水垢在内的固形物的集合体。常见的污垢物有：泥渣及粉尘砂粒，腐蚀产物，天然有机物群生物群体，一般有碎屑、氧化铝、磷酸铝、磷酸铁和污垢的沉积，冷却塔的污垢来自于以下几个方面：①来自补充水的污垢。②来自空气污垢。③来自系统本身的污垢。 微生物是一些细小多为肉眼看不见的生物，微生物的种类有细菌、藻类、真菌和原生动物，微生物在冷却水系统中大量繁殖，会使冷却水颜色变黑，发生恶臭。破坏环境，同时会形成大量粘泥使冷却塔的冷却效率降低，使效率迅速降低的水头损失增加，沉积在金属表面的菌类，会引起严重的垢下腐蚀所有这些总是导致冷却水系统不能长期安全运转影响生产，造成经济损失。因此，微生物危害与水垢腐蚀对冷却水的危害是一样的重要三者比较起来控制微生物的危害应是首要的。冷却水的微生物有以下种类：有真菌、硫酸菌、还原菌、自养菌、异样菌、硫细菌、铁细菌、硝化菌、藻类，藻类是低级的绿色植物，没有要茎叶的分化固然又叫原植体植物，藻类与菌类的主要区别在于具有色素体的色素，能进行光合作用。制造营养物质是光合自养型生物，在循环冷却水系统，常出现的有蓝绿藻、绿藻、硅藻三大类，在循环冷却水池，冷却塔受光照的部分生长繁殖枯死的藻类进入循环冷却系统成为沉积物的一种成份，金属的垢下腐蚀是由于其本身电化学腐蚀存在自催化作用，酸腐蚀是氢的去极化作用(2H++2e→H2)，腐蚀产物