知识讲解_金属的电化学腐蚀与防护(基础)

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)24Fe(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。

《金属的电化学腐蚀与防护》讲义一、金属腐蚀的危害在我们的日常生活和工业生产中，金属材料无处不在。

从小小的螺丝钉到庞大的桥梁建筑，金属都发挥着至关重要的作用。

然而，有一个“敌人”始终威胁着金属的稳定存在，那就是腐蚀。

金属腐蚀会带来诸多严重的危害。

首先，它会导致金属材料的强度降低，使得原本坚固的结构变得脆弱不堪。

比如，一座长期遭受腐蚀的桥梁，可能会在某一天突然坍塌，造成无法估量的生命和财产损失。

其次，腐蚀会增加设备的维修和更换成本。

工厂里的机器设备如果经常受到腐蚀，就需要频繁地进行维修，甚至提前更换，这无疑会增加企业的生产成本，降低生产效率。

再者，金属腐蚀还可能造成环境污染。

一些腐蚀产物可能是有毒有害物质，它们进入土壤、水源，会对生态环境造成破坏。

二、金属电化学腐蚀的原理要理解金属的电化学腐蚀，我们首先得明白什么是电化学。

简单来说，电化学就是研究电能和化学能相互转化的一门科学。

当金属与周围的电解质溶液接触时，就可能发生电化学腐蚀。

这主要包括两种常见的类型：吸氧腐蚀和析氢腐蚀。

吸氧腐蚀通常在中性或弱酸性环境中发生。

以铁为例，铁会失去电子变成亚铁离子进入溶液：Fe 2e⁻＝ Fe²⁺。

同时，空气中的氧气在水的作用下得到电子，生成氢氧根离子：O₂＋ 2H₂O ＋ 4e⁻＝ 4OH⁻。

亚铁离子和氢氧根离子进一步反应，生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁再被氧化为氢氧化铁，最终形成铁锈。

析氢腐蚀则常见于酸性较强的环境。

还是以铁为例，铁失去电子：Fe 2e⁻＝ Fe²⁺，同时溶液中的氢离子得到电子生成氢气：2H⁺＋2e⁻＝ H₂↑。

三、影响金属电化学腐蚀的因素金属电化学腐蚀的速率和程度受到多种因素的影响。

首先是金属本身的性质。

不同的金属在相同的环境中，腐蚀的难易程度是不同的。

例如，在潮湿的空气中，铁很容易生锈，而金则几乎不会被腐蚀。

这是因为金的化学性质非常稳定，不容易失去电子。

其次是环境因素。

湿度、温度、酸碱度等都会对腐蚀产生重要影响。

金属材料的电化学腐蚀行为与防护引言：金属材料是广泛应用于工业和日常生活中的重要材料之一。

然而，金属材料在使用过程中往往会受到电化学腐蚀的影响，而腐蚀会导致金属材料性能下降、损坏甚至失效。

因此，了解金属材料的电化学腐蚀行为及其防护对于延长材料寿命、提高使用性能具有重要意义。

一、电化学腐蚀行为1. 腐蚀机理金属腐蚀主要是通过电化学反应进行的。

在电化学腐蚀中，金属表面发生氧化和还原反应，形成电荷传递过程，导致金属离子溶解和产生腐蚀产物。

2. 影响因素电化学腐蚀行为受多种因素影响，包括金属材料的组成、结构、表面状态、溶液环境等。

其中，溶液环境的酸碱度、温度、溶解氧含量等因素对金属腐蚀具有重要影响。

3. 腐蚀类型金属腐蚀可分为多种类型，包括常见的均匀腐蚀、局部腐蚀和应力腐蚀等。

均匀腐蚀是指金属表面均匀溶解，而局部腐蚀则是指局部区域发生腐蚀。

应力腐蚀是指金属在受到应力作用下发生腐蚀。

二、电化学腐蚀防护方法1. 材料选择选择耐腐蚀性能好的金属材料是防护的首要措施。

不同金属的耐腐蚀性能不同，可以通过选择具有更好耐腐蚀性能的金属或合金来减轻腐蚀问题。

2. 表面处理通过表面处理来改变金属表面的状态，形成保护层来防止腐蚀的产生。

常见的表面处理方法包括电镀、喷涂、阳极氧化等。

3. 缓蚀剂缓蚀剂是一种能够与金属表面形成保护膜的物质，可以减缓金属腐蚀速率的发展。

常见的缓蚀剂包括钝化剂、缓蚀剂添加剂等。

4. 阴极保护阴极保护是通过将金属材料变为阴极，从而减少其腐蚀速度。

常见的阴极保护方法有外加电流阴极保护和阳极保护。

5. 涂层保护将金属表面涂覆一层抗腐蚀的涂层，形成保护层来防止金属腐蚀。

常见的涂层材料包括有机涂层、无机涂层等。

三、电化学腐蚀行为与防护应用举例1. 钢铁的电化学腐蚀行为与防护钢铁作为常见的金属材料，其电化学腐蚀问题尤为突出。

可以通过合金化、阴极保护等方式来减缓钢铁腐蚀速率。

2. 铜及其合金的电化学腐蚀行为与防护铜及其合金在湿润环境中易受电化学腐蚀。

金属的腐蚀与防护一、金属的腐蚀1、金属的腐蚀是金属与周围的气体或者液体物质发生而引起损耗的现象。

一般可分为腐蚀和腐蚀。

（1）化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体（如、、等）或非电解质液体（如）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。

如：钢管被原油中的腐蚀，温度越高，化学腐蚀越。

（2）电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生反应，的金属失去电子而被。

如在潮湿的空气中生锈。

两种腐蚀往往发生，但腐蚀更普遍，速度更快，危害更严重。

电化学腐蚀(以钢铁为例)（1）析氢腐蚀(酸性较强的溶液)负极: 正极:总方程式：（2）吸氧腐蚀(中性或极弱的酸性或碱性溶液)负极: 正极:总方程式：Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用：2、影响金属腐蚀快慢的因素内因：（1）金属的活动性：金属越，越容易被腐蚀（2）纯度：不纯的金属比纯金属腐蚀，如纯铁比钢腐蚀。

电化学腐蚀：两电极活动性差别越大，氧化还原反应速率越，活泼金属被腐蚀得越快。

（3）氧化膜：如果金属被氧化形成致密的氧化膜，那么会保护内层金属，如、如果金属被氧化形成疏松的氧化膜，那么不会保护内层金属，如外因：介质：环境（腐蚀性气体，电解质溶液）金属腐蚀的快慢比较：电解池阳极原电池负极化学腐蚀原电池正极电解池阴极。

二、金属的防护(1)牺牲的保护法（被保护金属作为原电池的极）(2)外加电流的保护法（被保护金属作为电解池的极）(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1．(2010·北京理综，6)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋2．下列叙述正确的是（）①锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率②镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀③电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe 2O 3·nH 2OA ．①②③④⑤B ．①③④⑤C ．①③⑤D ．②④3．以下现象与电化腐蚀无关的是 （ ）A ．黄铜（铜锌）制作的铜锣不易产生铜绿B ．生铁比纯铁易生锈C ．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D ．银质奖牌久置后表面变暗4．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ）A ．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B ．当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用C ．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D ．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀5．关于金属腐蚀的如下各叙述中，正确的是（ ）A ．金属被腐蚀的本质是：M+n H 2O=M(OH)n +2n H 2↑ B ．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6．(2011·北京理综，8)结合下图判断，下列叙述正确的是( )A ．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护B ．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe －2e －===Fe 2＋C ．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －D ．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量NaOH 溶液，均有红褐色沉淀生成7．(2011·山东理综，15)以KCl 和ZnCl 2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( )A ．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用8.(2011·泰州高二调研)有关如图装置的叙述不正确的是( )A．这是电解NaOH溶液的装置B．该装置中Pt为正极，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．该装置中Fe为负极，电极反应为：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2D．这是一个原电池装置9．(2011·浙江理综，10)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如右图所示。

高考总复习金属的电化学腐蚀与防护【考纲要求】1．金属腐蚀的种类，探究金属发生电化学腐蚀的原因。

2．了解金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。

【考点梳理】考点一：金属腐蚀1．定义：金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。

2．本质：金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化生成金属阳离子的过程。

M－ne－==M n+（M代表金属元素）。

3．类型：（1）化学腐蚀：金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程。

（2）电化学腐蚀：不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程。

考点二：金属的电化学腐蚀12（1）种类：吸氧腐蚀与析氢腐蚀（2）吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较（以钢铁为例）【高清课堂：399291金属腐蚀的一般规律】3．金属腐蚀的快慢一般规律(1) 在同一电解质溶液中，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) 在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。

(3) 有保护措施的条件下，无防护条件的腐蚀>有一般防护条件下的腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法条件下的腐蚀>外接电源（负极）的阴极保护法条件下的腐蚀。

(4) 对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。

(5) 由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。

考点三：金属的电化学防护1．在金属表面覆盖保护层。

①在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质；②用电镀、热镀、喷镀的方法，在钢铁表面镀上一层耐腐蚀的金属，如铁上镀锌、锡、铬等；③用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜保护（表面钝化），如钢铁制品表面生成Fe3O4，在铝制品表面生成Al2O3。