电化学腐蚀的课件经典整编主讲版公开课

2、下列事实不能用电化学理论解释的是

（
B）
A、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的 锌块 B、铝片不用特殊方法保护 C、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的 CuSO4溶液后速率加快 D、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用
3、家用炒菜铁锅用水清洗放臵后，出现 红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生 的化学反应是 （ D ） A、4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3 B、2Fe+2H2O+O2＝2Fe(OH)２ C、2H2O+O2+4e－＝４OHD、Fe－3e＝Fe3+
你能说出船身上为什么要加 锌块吗？
锌块
用牺牲锌块的方法来保护 船身，锌块必须定期更换
你能用防腐原理为钢铁做的输水管 设计防腐措施吗？
用牺牲镁块的方法来防止地下钢 铁管道的腐蚀，镁块必须定期更 换
金属腐蚀的防护
1、金属表面覆盖保护层
如涂油漆、油脂、塑料、陶瓷等，镀上一层耐腐 蚀的金属(Zn、Sn、Cr等)，或氧化形成致密的氧化 物薄膜作保护层。
化学腐蚀：
升温可加快 金属腐蚀
家用燃气灶的 中心部位很容易生 锈
食品罐头放在南 极80多年了，却很少 生锈
在潮湿的空气中，纯铁腐蚀 得快，还是钢铁腐蚀得快？
空气+水 1.铁生锈的必需条件：
2.加速铁生锈的条件：空气+电解质溶液 3.影响因素：
金属越活泼，越易被腐蚀；
金属所处的环境温度越高，腐蚀速率越快；
分 析
无现象
无现象
由于无O2，铁钉被 由于无O2，由于无 铁钉被 较长时间 腐蚀 铁钉未被 H2O铁 腐蚀最 钉不能 铁钉未被 腐蚀 快 被腐蚀 腐蚀
影响化学反应速率的因素有哪些呢？
内因：物质本身的结构所决定的性质
外因：1，温度 2，压强 3，合适的催化剂 4，液体和气体参加的反应，增大浓 度，反应速率越大。 5，其它因素的影响，如射线照射等 6，对于固体或液体之间的反应，接 触面积越大，反应速率增大。
某些工具的“机械转动部位”涂 油脂（机油），为什么不能用油 漆
自行车的钢 圈和车铃是 在钢上镀上 一层既耐腐 蚀又耐磨的 Cr
自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?
镀铬
烤蓝 烤漆
涂机油
涂凡士林
镀锌
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：
电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞ 原电池的正极＞电解池的阴极
（6）金属腐蚀还可能造成环境污染。
中国航天工业总公司第三十一研究所近 日公布了一组数据： 全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈. 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约10000亿美 元，占各国国民生产总值GNP的2%～4%，在 美国，大约三分之一的化学设备因局部腐蚀 而停工。我国钢铁腐蚀经济损失高达2800亿 人民币，约占国民生产总值GNP的4%，每年 约有30%的钢铁因腐蚀而报废。
电化学腐蚀：
不纯金属或合金跟电解质溶液接触时， 发生原电池反应而引起的腐蚀，比较活泼的金 属失去电子被氧化。 (主要)
实验 方案
醋酸溶液 煮沸后迅速冷 却的蒸馏水 NaCl溶液
植 物 油 煮沸后迅速冷 却的蒸馏水
氧 气 无水CaCl2
有气泡产 相当长时 铁钉渐 现 生，反应 间铁钉未 渐生锈 象 速率快 被腐蚀
较活泼金属 金属被腐蚀 被腐蚀 两者往往同时发生，但电化 学腐蚀更普遍。
思考：
将用酸洗除锈的铁钉，在饱和食盐水浸泡后放在如 图所示的装臵中，几分钟后观察导管中水柱的变化 实验现象： 几分钟后,装臵中的
导管中水柱上升
结论： 说明装臵中有气体参加反应。
该气体是什么呢？几天之后发现铁钉表面生锈，发生的 是吸氢腐蚀还是吸氧腐蚀？
1、什么是金属腐蚀？
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、金属腐蚀的本质是什么?
是金属本身失去电子变成阳离子的过程 （发生氧化反应）。
M - ne- = Mn+
3、金属腐蚀的类型有哪些？ 化学腐蚀：
——根据与金属接触的介质不同
金属跟接触到的物质（如SO2、Cl2、O2等） 直接发生化学反应而引起的腐蚀。 (次要)
辅助阳极 （石墨）
3.金属的常见防护方法 ⑴.在金属表面覆盖保护层。
例如：①喷涂漆；②涂油脂；③表面钝化；④ 电镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀 层)等。
⑵.改变金属内部的组成结构，制成合金。
在钢铁中加入一定比例的铬和镍（如14%～8%Cr， 7%～9%Ni），改变钢铁内部的组成和结构，可极 大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不 锈钢”(合金)。
（ 2） 若液面下降，则溶液呈 酸性 性，发生 析氢 腐蚀，电极反应式为： 负极： Fe–2e-＝Fe2+ ++2e-＝H ↑ 2H 2 。 正极：
5、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快 到慢的顺序__________________ (5)>(2)>(1)>(3)>(4)
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学习进步！

氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。
1.在新疆吐鲁番和海南省两地，哪 个地区铁生锈相对慢一些？为什么？ 新疆吐鲁番，因为该地区相对干燥， 水分稀少，而海南地区潮湿多雨， 温度高，易发生电化学腐蚀。
2.请你预测一下，铁在月球上会不会生锈？为什么？
不会，因为月球上缺少水分和氧气。
3.为什么一块铜板上有铁铆钉时，铁钉更易生锈？
生活中如何进行金属的防护 ？
(1)制成合金（不锈钢） ——改善金属的内部组织结构(内因) (2)在金属表面覆盖保护层 ——电镀、油漆、钝化等 (3)电化学保护法 ——牺牲阳极的阴极保护法、 外加直流电源的阴极保护法
牺牲阳极的阴极保护法
形成原电池反应时，让被保护金属做 正极，不反应，起到保护作用；而活泼 金属反应受到腐蚀。
联系
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 Fe2O3 ·nH2O 金属的腐蚀以电化学腐蚀为主， 电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH≥5.6时) 若pH<5.6时则为析氢腐蚀。
化学腐蚀与电化学腐蚀比较
类型 化学腐蚀
发生的 条件 电流
本质 相互 关系
金属与接触 物直接反应
无电流产生
电化学腐蚀 不纯金属或合 金与电解质溶 液形成原电池 有电流产生
原理：隔绝金属与外界空气、水、电解质溶液的接触。 镀锌铁(白铁皮)和镀锡铁(马口铁)的 镀层破损后，哪种情况下铁不易被腐 蚀？为什么？ 2、改变金属的内部组织结构： 如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢（不锈钢）
⑵.外加电流的阴极保护法
将被保护金 属作为电解池 的阴极，另一 导电物质作为 阳极，在外加 直流电的作用 下使阴极得到 保护。
C
原 电 池
电解质溶液形成：
H2O+CO2
_ + H +HCO3
钢铁在这过程发生了电化学腐蚀。
根据电解质溶液的酸碱性的不同电化 学腐蚀可分为两种。
电解质溶液
钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁
钢铁的吸氧腐蚀示意图
负极（Fe）：Fe — 2e－= Fe2+
正极（C）： 2H++2e－= H2
或2H2O+O2+4e－ = 4OH－
防腐措施由好到坏的顺序如下：
外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护 法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件
知识总结
概念及本质 化学腐蚀 分类 电化学腐蚀 金属腐蚀 吸氧腐蚀 制成合金 防护措施 在金属表面覆盖保护层 牺牲阳极的阴极保护法 电化学保护法 外加直流电源的阴极保护法 析氢腐蚀
1、下列装臵中四块相同的Zn片，放臵一段时 间后腐蚀速率由慢到快的顺序是 (4) (2) (1) (3) 。
4 、以下现象与电化学理论无关的是（
D
）
A、黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易生铜锈 B、生铁比软件铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 C、纯锌与稀硫酸反应时，滴少量硫酸铜溶液 后速率加快 D、银质奖牌久臵后表面变暗
课堂练习
1. 铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易腐蚀的原 因可描述为 ( A ) A. 形成原电池铝作负极 B. 形成原电池时铜作负极 C. 形成原电池时，电流由铝经导线流向铜 D. 铝质铆钉发生了化学腐蚀 2. 以下现象与电化腐蚀无关的是 ( D ) 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
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金属的腐蚀与防护

金属的腐蚀在生活中非常普遍
钢铁生锈
铜 器 铁生锈 Fe2O3·XH2O 表 面 生 成 铜 绿
Cu2(OH)2CO3
铜 器 表 面 生 成 铜 绿
思考与交流：
金属被腐蚀后有什么危害？
（1）外形、色泽、机械性能发生变化；
（2）影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至 报废； （3）桥梁、建筑物强度降低而坍塌； （4）地下金属管道泄漏； （5）轮船船体损坏；
3．钢铁表面镀有下列金属时，当镀层部分被破坏 时，铁不易被腐蚀的是 ( B ) A．Sn B．Zn C．Cu D．Ag 4、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察： 若液面上升，则溶液呈 中性或碱性 性，发生 （ 1） 吸氧
-＝Fe2+ Fe – 2e 腐蚀,电极反应式为：负极： , －
正极： O2+2H2O+4e ＝4OH
钢铁表面形成的微小原电池示意图
钢铁腐蚀
析氢腐蚀
条件
电 负极 极 Fe(-) 反 应 正极 C(+) 总反应 水膜呈强酸性
吸氧腐蚀
水膜呈中性或弱酸性
Fe-2e-=Fe2+