第三单元金属的腐蚀与防护

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。

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。

金属的腐蚀与防护广东郑春平金属腐蚀的定义是指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作用。

金属腐蚀的本质是：金属原子失去电子变成阳离子的过程，即发生了氧化还原反应；反应方程式可表示为（M代表金属元素）M－n e-=M n+。

从热力学观点看，除了少数贵金属(如金、铂)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。

金属被腐蚀后的特征是：在外形、色泽以及机械性能方面都要发生一定的变化。

依腐蚀过程中是否有电流产生可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。

一两类腐蚀的比较影响金属腐蚀快慢的因素包括金属的本性和介质两个方面，其具体规律如下：1、电解原理引起的腐蚀（阳极） > 原电池原理引起的腐蚀 > 化学腐蚀 > 有防腐措施的腐蚀2、对于同一种金属来说，腐蚀的快慢为：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液3、对于同一种金属，在高温环境中比低温环境腐蚀快。

4、对于同一电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。

5、与构成原电池的材料有关。

两极材料的活泼性差别越大，活泼金属（负极）腐蚀速率就越快。

三金属防护的思路和方法金属的防护就是防止金属的腐蚀。

金属的防护要解决的问题是不使金属被氧化。

要从金属腐蚀的化学反应原理、腐蚀类型等方面来确定金属防护方法的思路，即“据腐蚀，作防护”。

具体方法如下：1、改变金属的内部组织结构，使金属的性质改变，成为耐腐蚀金属：如在钢中加入铬、镍制成不锈钢。

2、在金属表面覆盖保护层，其原理是防止金属与氧化剂接触，防止金属与电解质溶液形成原电池；如金属的磷化处理、金属的氧化处理、非金属涂层、金属保护层等。

3、电化学保护法：牺牲阳极的阴极保护法（原电池原理）、外加电流的阴极保护法（电解原理）。

就防护效果而言，后者优于前者。

四、防腐措施由好到差的顺序为：外接电源的阴极保护法防腐 > 牺牲阳极的阴极保护法 > 有一般防护条件的防腐 > 无防护条件的防腐。

金属的腐蚀与防护金属是一种常见的材料，具有坚固、耐用的特性，广泛应用于建筑、制造业等领域。

然而，金属在长期使用中容易发生腐蚀现象，导致材料的质量下降，使得其功能受到影响。

因此，研究金属的腐蚀原理以及采取相应的防护措施就显得尤为重要。

一、金属腐蚀的原因金属腐蚀是指金属在与外界介质接触时发生化学或电化学反应，从而导致金属表面形成氧化物或盐类物质。

金属腐蚀的原因主要包括以下几点：1. 电化学反应：金属与介质发生电化学反应是引起腐蚀的主要原因之一。

当金属处于电解质溶液中时，金属表面会发生阳极和阴极反应，形成电池，促使金属的氧化和溶解。

2. 化学反应：金属在一些特定的介质中，比如酸性或碱性环境中，会与介质中的物质发生化学反应，形成氧化物或盐类产物。

3. 物理因素：除了电化学和化学反应外，一些物理因素也可能加速金属的腐蚀，如磨损、冲击和高温等。

二、金属腐蚀的分类根据金属腐蚀的不同机制，可以将其分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。

1. 化学腐蚀：化学腐蚀是指金属与介质中的物质发生直接的化学反应。

常见的化学腐蚀有酸腐蚀、碱腐蚀和氧化腐蚀等。

例如，金属在酸性环境中会与氢离子发生反应产生氢气，造成金属的腐蚀。

2. 电化学腐蚀：电化学腐蚀是指金属与电解质溶液中物质发生电化学反应，形成阳极和阴极电池导致金属腐蚀的过程。

电化学腐蚀常见的类型有腐蚀、热蚀和应力腐蚀等。

三、金属腐蚀的防护方法为了延长金属的寿命和保护其功能，人们采取了多种防护措施来抵御金属腐蚀。

以下介绍几种常用的金属腐蚀防护方法：1. 金属涂层：金属涂层是在金属表面覆盖一层具有防腐蚀性能的物质，如油漆或涂层。

金属涂层可以形成物理屏障，阻止金属与外界介质的接触，从而防止腐蚀的发生。

2. 电镀：电镀是将金属浸入含有金属离子的溶液中，通过电解反应使金属表面形成一层均匀的金属膜。

电镀可以提供额外的保护层，有效防止金属腐蚀。

3. 阳极保护：阳极保护是利用附加阳极电流或阴极保护剂来构建金属电池，在阴极处形成保护电位，从而减缓金属的腐蚀速度。

金属的腐蚀与防护措施腐蚀是指金属在特定环境条件下遭受化学或电化学反应而逐渐被破坏的现象。

金属腐蚀不仅对工业生产、交通运输等方面造成了巨大的经济损失，还对环境和人体健康造成潜在威胁。

为了保护金属，减少腐蚀损害，采取一系列的防护措施就显得尤为重要。

一、了解金属腐蚀的原因金属腐蚀的原因可以归纳为氧化、蚀刻、应力腐蚀和微生物腐蚀等几种主要形式。

1. 氧化腐蚀：金属在氧气或者氧化剂作用下与氧发生化学反应，形成金属氧化物或者金属酸化物，从而导致金属腐蚀。

2. 蚀刻腐蚀：金属与腐蚀介质中的酸性或碱性溶液发生化学反应，降低金属的化学稳定性，引起金属表面溶解和损伤。

3. 应力腐蚀：金属在存在应力的情况下，与特定介质发生化学反应，导致金属局部腐蚀破坏。

4. 微生物腐蚀：微生物通过代谢产物对金属表面造成腐蚀。

二、常见的金属腐蚀防护措施1. 金属表面处理：通过涂覆、镀层或改变金属表面形貌，形成一层保护性的物理或化学屏障，降低金属与外界介质接触，从而延缓腐蚀的速度。

2. 使用防腐涂料：防腐涂料是最常见的金属腐蚀防护措施之一。

涂料可以形成一层隔离和保护性的屏障，阻止金属与腐蚀介质接触。

3. 电镀镀层：通过电解沉积的方式，在金属表面形成一层金属或合金镀层，提高金属的耐腐蚀性能。

4. 合金化处理：将一种或多种元素加入金属中，改变其组织和化学成分，提高金属的抗腐蚀性能。

5. 电化学保护：利用电化学原理，在金属表面施加一定的电流和电位，使金属处于保护状态，形成一层保护膜。

6. 薄膜技术：将一层保护性的薄膜涂覆在金属表面，提高金属的耐腐蚀性能。

7. 设计合理的结构：在设计金属构件时，应尽量考虑到腐蚀环境和力学应力的作用，合理选择材料，减少腐蚀损伤。

三、金属腐蚀防护技术的应用金属腐蚀防护技术广泛应用于各个领域，如船舶、建筑、石油化工、电力等行业。

1. 船舶防腐技术：船舶在海洋环境中容易受到海水的腐蚀，因此船舶建造和维护中采用了多种防腐技术，如合金化处理、防腐涂料、防腐电镀等。

《第三单元金属的腐蚀与防护》1课时【学习目标】１．能通过多种方式了解金属腐蚀带来的危害，认识防止金属腐蚀的重要意义。

２．了解化学腐蚀及电化学腐蚀的含义，理解电化学腐蚀发生的条件。

３．通过实验探究铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀的区别，并认识不同腐蚀发生的条件。

【阅读教材】P23~27１．金属腐蚀的现象：铁生锈变成红棕色，成分；铝制平表面出现白斑；铜制品表面出现铜绿，成分。

２．金属腐蚀的危害：。

３．金属腐蚀是指或与周围环境中的物质发生而腐蚀损耗的现象。

４．金属的腐蚀可分为腐蚀与学腐蚀两种。

化学腐蚀是指金属与其他物质发生氧化还原反应而引起的腐蚀。

电化学腐蚀是指的金属或合金发生反应，使失去电子被氧化而引起的腐蚀。

５．根据的不同，钢铁的电化学腐蚀又可以分为和。

６．吸氧腐蚀负极反应：正极反应：总反应：铁锈的形成：4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3；2Fe(OH)△Fe2O3+3H2O７．析氢腐蚀负极反应：正极反应：总反应：８．从本质上看，金属的电化学腐蚀和化学腐蚀都是的过程。

在一般情况下，比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率也。

９．防止金属锈蚀最常用的方法是，如在钢铁表面涂或、覆盖、镀金属等。

10．利用原电池原理保护金属的一种方法是保护法。

该方法是将被保护金属与比其的金属（如、等）连接在一起，使被保护金属作为极，能不被腐蚀而得到保护。

此法常用于保护海轮外壳及石油管道等。

11．还可用外加电流的极保护法防止金属腐蚀，将被保护的金属连接流电源的极。

【整理归纳】一、金属的腐蚀１．本质：２．危害：３．分类：化学腐蚀电化学腐蚀吸氧腐蚀（弱碱性或中性环境）析氢腐蚀（性环境）二、金属的防护１．影响金属腐蚀的因素（1）温度：（2）氧化剂：（3）原电池条件： ２．金属防腐的措施（1）隔绝氧化剂：①涂油和油漆；②覆盖塑料；③镀耐腐蚀金属。

（2）电化学防护：①外接 金属的牺牲阳极的阴极保护法；②外接 流电源 极的阴极保护法。

（3）改变金属组成或结构，制成耐腐蚀合金。

第四章化学反应与电能第三单元金属的腐蚀与防护本单元通过对金属的腐蚀与防护的学习，继续发展“宏观辨识与微观探析”“科学探究与创新意识” “变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”化学学科核心素养，重点发展“科学态度与社会责任” 化学学科核心素养。

1.单元整体设计构思：本单元主要讨论金属的腐蚀与防护有关问题，注重理论与实际的紧密联系，通过常见的化学电源、电解、电镀、电冶金和金属腐蚀与防护等教学内容，将上述化学反应原理应用于科研、生产和生活之中。

本单元整体构思如下。

2.单元教学目标：核心素养发展重点内容要求学业要求科学态度与社会责任通过金属腐蚀对生产、生活的影响，切实感受金属及合金在国家建设及社会生活中的重要作用，感受化学对人类进步的意义。

了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。

1.能分析、解释原电池和电解池的工作原理。

2.能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。

3.能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用，能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。

4.能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题。

一、单元概览（1）认识金属腐蚀带来的危害，了解金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）。

理解钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件及原理。

（2）了解常见的金属防护的方法，能解释两种电化学保护法的原理。

（3）通过金属腐蚀对生产、生活的影响，切实感受金属及合金在国家建设及社会生活中的重要作用，感受化学对人类进步的意义。

3. 课时安排：建议1课时1.情境：我国每年因为金属腐蚀所造成的经济损失约占国民生产总值的5%，全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4，超过每年各项大灾（火灾、风灾及地震等）损失的总和。

通过金属腐蚀对生产、生活的影响，切实感受金属及合金在国家建设及社会生活中的重要作用，感受化学对人类进步的意义。

2.任务及任务分解：课时任务第1课时【任务一】探究钢铁生锈过程【任务二】利用电化学原理来保护铁【任务三】船舶防腐和家庭铁锅防腐问题的讨论1.用对比的教学策略助力学生理解金属腐蚀的原理及防护措施本节知识难度不大，但新概念比较多，学生容易产生混乱，以致影响对重点内容的理二、情境与任务三、资源与支持解。

金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀是指金属与其周围环境中的化学物质相互作用，导致金属表面发生氧化、腐蚀或损坏的过程。

金属的腐蚀主要由以下几种因素引起：
1. 氧气：金属与氧气相结合形成氧化物，如铁与氧气结合
形成铁锈。

2. 湿度：水分可以加速金属的腐蚀过程，称为湿氧腐蚀。

3. 酸碱物质：酸、碱等具有腐蚀性的物质可以对金属表面
造成损坏。

4. 盐水：海水等盐性溶液中的离子对金属具有强腐蚀性。

为了防止金属的腐蚀，常采用以下几种防护方法：
1. 金属涂层：在金属表面涂覆一层耐腐蚀的涂层，如漆、
涂料、金属镀层等。

涂层可以隔离金属与环境的接触，起
到防腐蚀的作用。

2. 阳极保护：在金属表面放置一个更容易被腐蚀的金属，
使其成为阴极，从而保护金属不受腐蚀。

例如，在铁制品
上涂层锌，形成镀锌钢。

3. 防蚀剂：使用含有防腐剂的溶液或涂料处理金属表面，
形成保护膜，起到阻止腐蚀的作用。

4. 优化设计：合理设计金属结构，减少金属表面积暴露在
腐蚀介质中，避免暴露在高湿度或腐蚀性环境中。

需要注意的是，不同金属在不同环境下的抗腐蚀性能各异，因此在选择防护方法时需考虑具体情况，并根据金属的特
性和所处环境进行合理的腐蚀防护措施。

考点三 金属的腐蚀与防护1 金属的腐蚀(1)概念：金属的腐蚀是指金属或合金跟周围接触到的化学物质发生化学反应而腐蚀损耗的过程。

(2)本质：金属失去电子而被损耗，M －n e －===M n ＋(M 表示金属)，发生氧化反应。

(3)类型①化学腐蚀与电化学腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析：22233232x )H 2O 。

2 金属的防护方法 (1)改变金属的内部组织结构例如把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。

(2)在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品跟周围物质隔离开来，这是一种普遍采用的防护方法。

(3)电化学防护法1.思维辨析(1)所有金属纯度越大，越不易被腐蚀。

( )(2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样。

( )(3)干燥环境下金属不被腐蚀。

( )(4)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。

( )(5)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋。

( )(6)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用。

( )(7)外加电流的阴极保护法，构成了电解池；牺牲阳极的阴极保护法构成了原电池。

二者均能有效地保护金属不容易被腐蚀。

( )答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√2．研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。

下列有关说法错误的是 ( )A．d为石墨，铁片腐蚀加快B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．d为锌块，铁片不易被腐蚀D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑答案 D解析d为石墨，则铁片作负极，铁片腐蚀加快，A选项正确；d为石墨，则铁片发生吸氧腐蚀，石墨作正极，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B选项正确；d为锌块，锌比铁活泼，锌块作负极，铁片作正极被保护起来，不易被腐蚀，C选项正确；d为锌块，铁片上的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D选项错误。