3.2金属的腐蚀和防护
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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。
(2)外加电流的阴极保护法(原理如图)课堂师生互动考例1(2009-北京卷,6)下列叙述不正确的是()A..铁表面镀锌,铁作阳极B.船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:O2+2H2O+4e--==4OH-D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应:2Cl--2e-==Cl2f解析:本题主要考查电化学知识,只要掌握原电池和电解的原理就能作答,A项中锌作阳极,B项锌作负极,铁被保护,C、D都是正确的。
金属的腐蚀与防护金属材料在日常生活和工业生产中扮演着重要的角色,然而,金属的腐蚀是一种常见的问题,会导致金属失去其原有的性能和功能。
为了延长金属材料的使用寿命,我们需要了解金属腐蚀的原因以及采取相应的防护措施。
一、金属腐蚀的原因金属腐蚀是指金属材料与周围环境中的化学物质(如氧气、水、酸、碱等)发生化学反应,导致金属表面发生破坏或氧化的过程。
金属腐蚀的原因主要有以下几个方面:1. 电化学反应:金属与电解质溶液中的阳离子和阴离子反应,形成电池,电流通过金属表面引起金属的腐蚀。
2. 氧化反应:金属与氧气发生氧化反应,产生金属氧化物,导致金属发生腐蚀。
3. 化学反应:金属与酸、碱等化学物质发生化学反应,导致金属腐蚀。
4. 湿度和温度:高湿度和高温环境中,金属材料更容易受到腐蚀的侵袭。
二、金属腐蚀的分类金属腐蚀可以分为几种不同的类型,常见的有以下几种:1. 高温腐蚀:金属在高温环境中与气体或化学物质反应,产生高温氧化、硫化等反应,导致金属材料的腐蚀。
2. 氧化腐蚀:金属与氧气反应,生成金属氧化物,使金属表面形成氧化层,导致金属材料的腐蚀。
3. 酸腐蚀:金属与酸反应,形成金属盐和气体,发生化学变化,导致金属材料腐蚀。
4. 碱性腐蚀:金属与碱反应,形成金属盐和水,导致金属发生腐蚀。
5. 电化学腐蚀:金属与电解质溶液中的阳离子和阴离子反应,形成电池,产生电流,引起金属的腐蚀。
三、金属腐蚀的防护措施为了防止金属腐蚀引起的损失,我们可以采取一些防护措施:1. 表面涂层:在金属表面涂覆一层耐腐蚀的涂层,如漆、蜡、聚合物等,以隔绝金属与环境的接触,起到防护作用。
2. 阳极保护:通过将金属制成阳极,并与可溶性阳极材料(如锌)联接,使其成为电池中的阴极,实现对金属的防护。
3. 隔离保护:通过将金属与环境隔离,如使用橡胶垫片、塑料包覆等方式,减少金属与腐蚀介质的接触,起到保护作用。
4. 防蚀剂使用:使用防蚀剂涂覆金属表面,形成一层保护膜,降低金属与腐蚀介质的接触,防止金属腐蚀。
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)32Fe(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。