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金属材料的海洋腐蚀与防护摘要：本文介绍了金属材料的海洋腐蚀机理,包括电化学腐蚀，微生物腐蚀，重点讲述金属材料的各种防腐蚀方法,包括电化学保护法、加缓蚀剂保护法、覆盖层防腐蚀、微生物防腐方法。
关键词:电化学腐蚀微生物腐蚀防腐蚀方法Abstract: This article introduces the mechanism of metal corrosion ， including Electrochemical corrosion and Microbial corrosion;focuses on the methods of preventing metal from corrosion,such as Electrochemical Protection Act,the Addition inhibitor Protection Act, Protective layer of metal corrosion ,Non-metallic anti-corrosion protection layer and Microbial corrosion protection method.Keywords: Electrochemical corrosion Microbial corrosion Protection method当今世界人口剧增、资源短缺、环境恶化，海洋拥有极其丰富的资源可供人类开发并将有力的推动世界经济的可持续发展。
金属腐蚀由于其隐蔽性、缓慢性、自发性、自催化性常常被人们忽视，寻找最佳有效的防腐蚀和控制腐蚀方法，已成为当代材料领域最重要的课题之一。
一、金属腐蚀的机理1.概述金属材料与电解质溶液相接触时，在界面上将发生有自由电子参与的广义氧化和广义还原过程，氧化物破坏了金属材料的特性，这被称为电化学腐蚀或湿腐蚀。
由于微生物的生命活动也可以使金属遭到破坏,称为微生物腐蚀。
2.海水腐蚀的电化学特征海水是一种类近电解质溶液，溶有一定的氧，含盐量、海水电导率、溶解物质、PH值、温度、海水流速和波浪、海生物等都会对腐蚀产生影响，这就决定海水腐蚀的电化学特征[1]：(1) 海水中的氯离子等卤素离子能阻碍和破坏金属的钝化。
第4课第5课时金属的腐蚀与防护01目标任务课程标准学习目标1．了解金属发生电化学腐蚀的本质，能利用电化学原理解释金属腐蚀现象。
2．知道金属腐蚀的危害，能选择并设计防腐措施。
1．能根据实验现象辨识金属腐蚀的类型及反应原理，从金属的宏观特征和微观结构角度解释金属发生电化学腐蚀的规律及现象。
2．能依据电化学原理分析金属发生电化学腐蚀的本质，设计合理的防腐措施，建构相应的理论模型。
02预习导学自主梳理一、金属的腐蚀1．金属腐蚀(1)概念：金属与周围的气体或液体物质发生反应而引起损耗的现象。
(2)本质：金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生反应)：M －n e－===M n ＋。
2．化学腐蚀和电化学腐蚀（1）化学腐蚀①含义：金属直接发生化学反应而引起的腐蚀。
②条件：干燥气体，如氧气、氯气、二氧化硫等，非电解质液体，如石油。
（2）电化学腐蚀1含义：不纯的金属发生反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。
②条件：接触到溶液。
二、钢铁的电化学腐蚀1．析氢腐蚀和吸氧腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述条件水膜酸性较强水膜酸性较弱或呈中性电极反应负极Fe－2e－===Fe2＋正极O2＋4e－＋2H2O===4OH－总反应Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)24Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3联系通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍2.实质：发生原电池反应，铁作极，碳作极。
三、金属的防护1．金属的电化学防护(1)牺牲阳极的阴极保护法：利用原理，让被保护金属作极，另找一种活泼性较强的金属作极。
如图所示：(2)外加电流的阴极保护法：利用原理，把被保护的钢铁设备作为极，用惰性电极作为辅助极，在电解质溶液里，接外加。
如图所示：2．金属的其他保护方法(1)把金属制成防腐的，如不锈钢。
(2)加保护层。
如喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化。
预习检测1．下列说法不正确的是A．生活中金属构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用原电池原理来减缓金属的腐蚀C．钢铁电化学腐蚀分为吸氧和析氢腐蚀，主要区别在于水膜的酸性不同，引起的正极反应不同D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化2．下列有关金属腐蚀的说法不．正确的是A．镀层破损的白铁皮(镀锌)比马口铁(镀锡)更易被腐蚀B．海水中钢铁水闸与外加直流电源的负极相连可减缓其腐蚀C．用氯化铁溶液腐蚀铜板制作印刷电路板D ．铝片经过浓硫酸处理后表面生成致密的氧化膜可保护铝3．常温下，某小组探究不同溶液中钢铁的腐蚀，结果如下。
课时34 金属的腐蚀与防护1．关于金属腐蚀的叙述中，正确的是( )A ．金属被腐蚀的本质是M ＋n H 2O===M(OH)n ＋n 2H 2↑ B ．马口铁(镀锡铁)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【答案】C【解析】金属腐蚀的本质主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质相接触，腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。
A 中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀，为M －n e －===M n ＋；B 选项中Sn 、Fe 构成电化学腐蚀，主要是Fe －2e －===Fe 2＋，铁先被腐蚀。
常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂(Cl 2、S)等反应，发生化学腐蚀。
2．下列叙述中正确的是( )A ．原电池的负极发生还原反应B ．电化学腐蚀的实质是金属单质失去电子形成阳离子，而电子直接转移给氧化剂C ．金属在中性环境中主要发生析氢腐蚀D ．钢铁在潮湿环境中锈蚀时，开始生成Fe(OH)2，而后逐渐变成Fe(OH)3和Fe 2O 3·xH 2O【答案】D【解析】不论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，都是先生成Fe(OH)2，再逐渐转变成Fe(OH)3和Fe 2O 3·xH 2O 。
3．以下防腐措施中，属于电化学保护法的是( )A ．用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜B ．在金属中加入一些铬或者镍制成合金C ．在轮船的船壳水线以下部分，装上一锌锭D ．在金属表面喷漆【答案】C【解析】在轮船的船壳水线以下部分，装上锌能形成铁锌原电池，锌为负极，被腐蚀，铁被保护。
4．铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易发生腐蚀的主要原因可描述为( )A ．形成原电池，铝作负极B．形成原电池，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【答案】A【解析】金属铝发生的是电化学腐蚀，铝比铜活泼，故金属铝是负极，电流的流动方向与电子的流动方向恰好相反，应是由铜经导线流向铝。
金属材料在海洋中的腐蚀与防护摘要：沿海工业发展，海洋资源的开发和利用，离不开海上基础设施的建设。
由于海洋苛刻的腐蚀环境，金属材料结构及构造物的腐蚀不可避免。
为了减少腐蚀，我们必须采取相应防护，目前阴极防护技术及海洋防蚀材料的发展，已经让金属的腐蚀得到一定的控制，并且随着技术的不断深化，海洋金属的腐蚀一定会得到更好的控制。
关键词：金属材料；海洋腐蚀环境；海洋腐蚀类型；阴极保护技术；海洋防蚀材料腐蚀是金属与其所处的环境之间的化学或电化学相互作用，受材料特性和环境特性所支配，其结果，改变了金属的性质。
一般设施的建设都要经过设计阶段，其中防腐蚀设计是保证工程设施使用寿命的重要步骤。
沿海工业建设，海洋资源开发和海洋经济的发展离不开海洋腐蚀研究。
下面介绍一下各种不同的还有腐蚀环境和影响腐蚀的因素以及腐蚀类型。
海洋腐蚀环境——海水含盐量一般在3%左右，是天然的强电解质。
大多数常用的金属结构材料受海水或海洋大气的腐蚀并且材料的耐腐蚀性能随暴露条件的不同而发生很大的变化。
为方便起见，通常将海洋腐蚀环境分为5个区带：海洋大气区，海洋飞溅区，海水潮差区，海水全浸区以及海底泥土区。
各区环境条件及腐蚀行为见下表：图1-1——环境的分类图1-2反映了海洋环境条件及腐蚀行为的情况海洋大气区----海洋大气环境的腐蚀性，随温度的升高而加强。
温度越搞腐蚀性越强。
海洋大气的腐蚀往往受多种因素的影响，是各种不同因素相互作用引起的，包括水分的影响，尘埃的影响，二氧化硫的影响及盐粒的影响等。
1．水分的影响---对大气腐蚀产生重要影响的是表面水分的含量，它直接影响到金属的腐蚀速度和腐蚀机理。
根据实验结果，钢、铜、锌等金属在相对湿度50%~70%以下的空气中腐蚀轻微。
金属表面所覆盖水膜的厚度和腐蚀度之间的关系如下图示。
在Ⅰ区域中，水分子层或不完整的单分子层，腐蚀反应基本是氧化反应，常温下腐蚀速度很低；在Ⅱ区的水分子尽管用肉眼看不见，但其厚度有数10个水分子层甚至100个水分子层，次部分发生金属在水溶液中的电化学腐蚀，一般大气中的腐蚀是在该状态中发生的，随着水膜层厚度的增加腐蚀速度变大；在Ⅲ区水分子的存在可以用肉眼看见，水分子层厚度1微米以上存在的金属表面腐蚀，由于通过水层氧的扩散量所控制，所以腐蚀速度变低，在Ⅳ区域内与浸渍在水溶液中金属的腐蚀相类似。
专题37金属的腐蚀与防护1．【2022年广东卷】为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3% NaCl 溶液中。
一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是A ．加入3AgNO 溶液产生沉淀B ．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现C ．加入KSCN 溶液无红色出现D ．加入()36K Fe CN ⎡⎤⎣⎦溶液无蓝色沉淀生成2．（2021·全国乙卷真题）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。
下列叙述错误的是A ．阳极发生将海水中的Cl -氧化生成2Cl 的反应B ．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC ．阴极生成的2H 应及时通风稀释安全地排入大气D ．阳极表面形成的2Mg(OH)等积垢需要定期清理3．（2020·江苏高考真题）将金属M 连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。
在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是A ．阴极的电极反应式为2Fe 2e Fe -+-=B ．金属M 的活动性比Fe 的活动性弱C ．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D ．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快4．（2019·江苏高考真题）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl 溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。
下列有关该实验的说法正确的是A ．铁被氧化的电极反应式为Fe−3e −Fe 3+B ．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C ．活性炭的存在会加速铁的腐蚀D ．以水代替NaCl 溶液，铁不能发生吸氧腐蚀5．（2020·浙江高考真题）下列说法不正确．．．的是()A ．Cl 会破坏铝表面的氧化膜B ．3NaHCO 的热稳定性比23Na CO 强C ．4KMnO 具有氧化性，其稀溶液可用于消毒D ．钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀6．（2018·全国高考真题）化学与生活密切相关。
知识清单19 电解池金属的腐蚀与防护知识点01 电解池的工作原理1．电解和电解池(1)电解：使_______通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起______________反应的过程。
(2)电解池：将_______能转化为_______能的装置(也称电解槽)。
(3)电极名称及反应类型阴极：与电源_______相连的电极，发生_______反应；阳极：与电源_______相连的电极，发生_______反应。
(4)电解池的构成条件①_______电源；②两个电极；③电解质溶液或熔融电解质；④形成______________。
2．电解池的工作原理接通外界电源后，电子从电源的_______沿导线流入电解池的_______，然后电解质溶液中的阴、阳离子发生______________形成内电路，电子再从电解池的_______流出，并沿导线流回电源的_______。
(1)与电源_______极相连的电极为阳极，阳极发生_______反应；与电源_______极相连的电极为阴极，阴极发生_______反应。
(2)电子流向：负极→阴极、阳极→正极。
(3)离子的移动方向：阳离子向_______移动，阴离子向_______移动。
3．电解规律(1)阳极产物的判断①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。
②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。
阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。
S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是_____________________；若OH－放电，则得到______________。
(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断。
阳离子放电顺序：Ag ＋＞Fe 3＋＞Cu 2＋＞H ＋(酸)＞Fe 2＋＞Zn 2＋＞H ＋(水)＞Al 3＋＞Mg 2＋。
①若金属阳离子(Fe 3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H ＋放电，则得到H 2。
第三单元金属的腐蚀与防护课程标准课标解读1．了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害。
2．了解防止金属腐蚀的措施。
1．通过实验科学探究金属腐蚀的本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。
（科学探究与创新意识）2．认识金属腐蚀产生的危害和影响，树立防止金属腐蚀的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方法。
（科学态度与社会责任）一、金属的腐蚀1．金属的腐蚀（1）概念________或________与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象叫做金属的腐蚀。
（2）金属腐蚀的分类金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。
①化学腐蚀：金属与其他物质直接接触发生____________反应而引起的腐蚀。
②电化学腐蚀：_____________或________发生________反应，使________的金属失去电子而引起的腐蚀。
在现实生活中，电化学腐蚀现象比化学腐蚀现象严重得多。
2．钢铁的电化学腐蚀（1）实验探究——钢铁的电化学腐蚀原理①向铁粉中加入碳粉的目的是________________________；目标导航②实验现象：铁粉变成________色，a装置右边的小试管中液面________；b装置中右边小试管中液面________。
（2）钢铁的电化学腐蚀根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同，钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，如下图所示：①钢铁的吸氧腐蚀：通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁表面凝结了一层溶有氧气的水膜，将会发生________腐蚀。
负极反应式：________________________；正极反应式：________________________。
总反应式：________________________________。
Fe(OH)2被进一步氧化成Fe(OH)3：________________________________，Fe(OH)3部分脱水生成Fe2O3·nH2O，是铁锈的主要成分。
