铜的大气腐蚀及其研究方法(陈卓元著)思维导图

初中化学下册各单元知识网络结构图金属和金属材料纯金属金属材料（铝、铁铜银等）合金与纯金属相比较优点是:定义合金生铁和钢。

常见铜锌合金物性：有光泽，质地,导电性,延展性，导热性。

金金属与氧气反应:性质化性：与酸反应：属于置换反应与盐反应：反应的依据：。

①可判断金属的化学活动性；属金属活动顺序②可判断金属能否与酸反应生成氢气;和（应用) ③可判断金属能否与盐溶液反应;金湿法炼铜原理：CuSO4 + Fe == FeSO4 + Cu属原料:材金属原理：（用方程式表示）.料冶炼铁的冶炼设备：产品:铁生锈的条件：铁与空气中的、等物质发生反应化学反应而生锈。

铁锈主要成分是：Fe2O3金属资防止铁生锈措施：①保持铁制品表面的干燥和洁净；②源保护溶液特征：、；组成：由溶质和溶剂组成。

体积：溶质和溶剂的体积之和，其质量溶质和溶剂质量之和。

浓溶液粗略（不限定条件）稀溶液分类饱和溶液: 给定温度条件下不饱和溶液：。

溶比较其它混合液乳浊液乳化现象.放热现象：例NaOH固体、浓H2SO4等溶于水.溶解时现象吸热现象：例NH4NO3固体溶于水.液概念：溶质溶解性固体溶解度影响因素:温度、溶质和溶剂的性质.能的量度溶解度曲线.概念:量度气体溶解度影响因素温度：随温度而。

压强:随压强而。

含溶质的浓度溶质的质量分数的计算式：。

量的量度配制时用到仪器：烧杯、量筒、托盘天平、玻璃棒、胶头滴管等.配制质量分数一定溶液骤：、、、。

液体+ 固体(不溶于水）过滤混合物分离固体+ 固体(其一可溶）①液体 + 固体（可溶于水)结晶②KNO3 + NaCl 分离出NaCl采用蒸发结晶。

③KNO3 + NaCl 分离出KNO3采用冷却结晶。

常见的酸和碱,易挥发.酸浓硫酸常用作干燥剂。

酸使紫色石蕊试液变色。

酸使无色的酚酞试液色。

氢气例：；属氧化物→盐+ 水水例：；⑤酸 + 盐→新盐 + 新酸例：；氢氧化钠NaOH 物性：白色固体、极易溶于水（放热）、易潮解。

一种或几种物质分散到另一种物质里形成的均一的稳定的混第十一单元 盐 化肥常见的盐定义能解离出金属离子（或铵根离子）和酸根离子的化合物氯化钠NaCl俗称食盐外观白色粉末，水溶液有咸味，溶解度受温度影响不大用途调味品防腐剂融雪剂农业上选种生理盐水碳酸钠Na ₂CO ₃俗称纯碱（水溶液呈碱性）苏打外观白色粉末状固体，易溶于水用途玻璃、造纸、纺织、洗涤、食品工业等碳酸氢钠NaHCO ₃俗称小苏打外观白色晶体，易溶于水用途制糕点所用的发酵粉医疗上治疗胃酸过多精盐提纯去除不溶性杂质，得到的精盐中还含有氯化镁、氯化钙等可溶性杂质步骤和仪器溶解烧杯、玻璃棒玻璃棒加速溶解过滤铁架台（带铁圈）、漏斗、烧杯、玻璃棒玻璃棒引流蒸发铁架台（带铁圈）、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒玻璃棒使液体受热均匀，防止液体飞溅盐的化学性质盐（可溶）+金属1→金属2+新盐（金属1比金属2活泼，K、Ca、Na除外）盐+酸→新盐+新酸（满足复分解反应的条件）盐+碱→新盐+新碱（反应物需都可溶，且满足复分解反应的条件）盐+盐→两种新盐（反应物需都可溶，且满足复分解反应的条件）复分解反应的条件：当两种化合物互相交换成分，生成物中有沉淀或有气体或有水生成时，复分解反应才可以发生酸、碱、盐的溶解性酸大多数都可溶（除硅酸H ₂SiO ₃不溶）碱只有氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡和氢氧化钙可溶于水，其余均为沉淀盐钾盐、钠盐、硝酸盐、铵盐都可溶硫酸盐除BaSO ₄难溶，Ag ₂SO ₄，CaSO ₄微溶外，其余多数可溶氯化物除AgCl难溶外，其余多数均可溶碳酸盐除碳酸钾、碳酸钠、碳酸铵可溶，其余都难溶化学肥料农家肥料注：BaSO ₄、AgCl不溶于水，也不溶于酸营养元素含量少，肥效慢而持久、能改良土壤结构化学肥料氮肥作用促进植物茎、叶生长茂盛、叶色浓绿（促苗）缺氮叶黄常用氮肥铵态氮肥防晒防潮，且均不能与碱性物质（如草木灰、熟石灰等）混合施用NH ₄HCO ₃含N量17.7%易分解，施用时深埋NH ₄NO ₃含N量35%易爆，结块不可用铁锤砸(NH ₄)₂SO ₄含N量21.2%长期使用会使土壤酸化、板结NH ₄Cl含N量26.2%长期使用会使土壤酸化、板结CO(NH ₂)₂NH ₃·H ₂O含N量46.7%含氮量最高的氮肥（有机物）不稳定，易放出氨气加水稀释后施用钾肥作用促使作物生长健壮、茎杆粗硬，抗倒伏（壮秆）缺钾叶尖发黄常用钾肥KCl草木灰农村最常用钾肥（主要成分为K ₂CO ₃），呈碱性K ₂SO ₄长期使用会使土壤酸化、板结磷肥作用促进植物根系发达，穗粒增多，饱满（催果）缺磷生长迟缓，产量降低，根系不发达常用磷肥磷矿粉Ca ₃(PO ₄)₂钙镁磷肥（钙和镁的磷酸盐）复合肥含N、P、K中的两种或三种KNO ₃NH ₄H ₂PO ₄(NH ₄)₂HPO ₄不能与碱性物质混合施用使用化肥、农药对环境的影响土壤污染重金属元素、有毒有机物、放射性物质大气污染N ₂O，NH ₃，H ₂S，SO ₂引起水体污染N、P过多，导致水体富营养化，赤潮、水华等现象合理使用化肥根据土壤情况和农作物种类选择化肥农家肥和化肥合理搭配。

铜的大气腐蚀研究摘要：综述了各种因素对铜大气腐蚀的影响,其中介绍了单一气体、、及混合气体协同作用对铜大气腐蚀的影响。

在铜腐蚀中，+的协同效应只有在一个相对高的湿度(90%)下才发生。

+的协同效应要强于+的协同效应，这可以解释为什么铜在富含的乡村环境中有高的腐蚀率。

重点阐述了硫酸铵微粒的影响，在硫酸铵的临界相对湿度(CRH)时，铜的腐蚀率和机制变化很显著；同时介绍了铜的几种腐蚀产物及其形成机制。

简述了研究铜大气腐蚀的常用实验方法和几种表征手段，并展望了铜大气腐蚀的研究趋势。

关键词：铜；大气腐蚀；铜绿；腐蚀机制中图分类号：TG172.3文献标识码:A文章编号：1672-9242(2006)04-0038-07铜是与人类关系非常密切的有色金属，广泛应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，而在电气、电子工业中应用最广。

除此之外，大量艺术品也广泛使用铜及其合金。

当铜暴露于大气中，其表面通常形成绿棕色或蓝绿色的腐蚀薄层，称为铜绿。

铜及其合金在大量的应用中保持其原有的表面特征是非常重要的：如在电的连接和传导应用领域中是不希望任何铜绿出现的，因为轻微的腐蚀就可导致电子元件的失效。

这说明对于铜在大气环境中的腐蚀行为的研究对于各个工业领域，尤其是电子工业有着很现实的意义。

在建筑和雕像上大量使用铜就是因为基于其表面形成的铜绿被认为是漂亮的装饰物。

铜绿一旦形成，就趋向于稳定并成为它所附着的建筑物或物体的永久部分。

在某些条件下，铜绿上出现任何大的变化都认为是不利的，所以研究铜的大气腐蚀对于铜制艺术品的保护和修复有着很重要的意义。

1. 各种因素对铜大气腐蚀的影响Mendonza和Corvo[1]指出：润湿时间、金属表面水层的成分及其作用的持续时间这几个因素决定了腐蚀的效果。

He[2]等人认为足够的降水量才可以从表面传输腐蚀产物，同时降水密度决定的接触时间以及表层多孔且富缺陷的结构促进了腐蚀产物向表层的扩散。

一定厚度的吸附水层在露点下形成，这是腐蚀过程所需的，可以说相对湿度在引起腐蚀的气候因素中起着主要的作用[3]。

金属防锈知识1 金属的大气腐蚀罗永秀（武汉材料保护研究所 430030）1.1 金属的腐蚀金属腐蚀是一门专门的学科。

金属材料与周围介质接触发生化学或电化学作用而产生的破坏现象叫金属的腐蚀。

腐蚀产物因金属种类和接触介质的不同而异，对于钢铁的腐蚀产物，人们习惯称其为锈，锈蚀的过程叫生锈。

金属的腐蚀是其在热力学上不稳定这一固有特性所决定的，是不需外力作用的自发过程。

以铁为例：铁从还原态到氧化态，其自由能是减小的，变化过程是自发的，即金属铁在大气条件下成为氧化铁（锈）的过程是一种自然过程。

除了金、铂等贵金属在自然界中以原子态存在外，大多数工业上常用的金属如铁、铝、镁、钠等均以离子态存在，它们的原子态不稳定，在自然条件下会发生锈蚀。

1.2 金属的化学腐蚀金属与周围介质直接的化学作用，不伴随电流发生的腐蚀叫化学腐蚀。

金属制品在干燥的大气中与空气中的O 2、H 2S 等起化学作用，在金属表面形成一层金属氧化物：如Fe → Fe 2O 3 Al → Al 2O 3Cu → CuS通常情况下，这是一层极薄的不可见的膜，若这层膜牢牢地吸附在金属表面，并且是完整致密的，则它将减缓或阻止氧等的侵入，使腐蚀速度迅速降低，如铝在空气中的氧化就属于这一类。

若空气中有硫化物，由于金属硫化物的导电性比其氧化物好，因此，形成的膜会较厚，但随着膜层的变厚，腐蚀也很快就减慢，因此，化学腐蚀对于金属在大气中的腐蚀而言并非主要的。

1.3 金属的电化学腐蚀金属与周围介质作用，同时伴随有电流发生的腐蚀叫金属的电化学腐蚀。

金属的电化学腐蚀过程与原电池的作用相似。

在原电池模型中，由两种不同的纯金属构成电极对，两种金属的电位差为电子的流动提供了动力，而在现实中，金属在大气条件下的腐蚀大多是单金属的，它的腐蚀是怎样进行的？下面仍以铁为例加以分析：⑴钢铁并非纯铁，其中有渗碳体和石墨，不同的成分其电极电位不同，金属材料晶格缺陷和应力分布不均等都会带来电位的差别，这就为电子流动提供了动力。