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(共34張PPT)
第四章 化學反應與電能
第三節 金屬的防護與腐蝕
金屬的腐蝕在生活中非常普遍
【閱讀課本】P111-112回答以下問題：
1. 什么是金屬腐蝕？其本質是什么？
2. 金屬的腐蝕可分為哪兩類，兩者有何不同？
一、金屬的電化學腐蝕
金屬腐蝕是金屬或合金與周圍的氣體或液體發生氧化還原反應而引起損耗的現象
實質：金屬M-ne-→Mn+（氧化反應）
化學腐蝕
電化學腐蝕
金屬與其表面接觸的一些物質（O2、SO2、Cl2）直接反應而引起的腐蝕
不純的金屬與電解質溶液接觸時發生原電池反應，比較活潑的金屬發生氧化還原反應而被腐蝕
化學腐蝕 電化學腐蝕
條件
現象
本質
影響 因素
聯系 金屬與其表面接觸的一些物質（O2、SO2、Cl2）直接反應
不純的金屬與電解質溶液接觸時發生原電池反應
無電流產生
有微弱電流產生
金屬被氧化
較活潑金屬被氧化
化學腐蝕與電化學腐蝕的比較
與接觸物質的氧化性及溫度有關
與電解質溶液的酸堿性及金屬活性有關
兩者往往同時發生，電化學腐蝕更普遍
【閱讀課本】P111-112回答以下問題：
3. 電化學腐蝕(以鋼鐵腐蝕為例)可分為哪些種類？它們的區別在哪里？
一、金屬的電化學腐蝕
析氫腐蝕和吸氧腐蝕
3、金屬電化學腐蝕的類型
(1)析氫腐蝕：
A
—水膜為較強酸性溶液
H前金屬根據介質環境，既可以發生析氫也可以發生吸氧腐蝕；H后金屬只能發生吸氧腐蝕
【思考】銅能發生析氫腐蝕嗎？
負極(Fe):
正極(C):
Fe - 2e- = Fe2+
2H++2e-＝H2↑
Fe + 2H+＝Fe2++H2↑
電池總反應：
（2） 吸氧腐蝕
——水膜呈弱酸性或中性溶液
Fe - 2e- = Fe2+
負極(Fe):
正極(C):
2H2O + O2+ 4e-＝4OH-
電池總反應：
進一步：
2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3 = Fe2O3·xH2O + (3-x)H2O
學以致用 提升關鍵能力 校本P141
1.某地下了一場酸雨，在這種環境中的鐵制品極易被腐蝕。對該條件下鐵
制品發生電化學腐蝕的敘述正確的是 ( )
A.該電化學腐蝕是析氫腐蝕
B.正極反應式：C.原電池反應減緩了鐵制品的腐蝕
D.負極反應式：<
A
【實驗4-3】（1）將經過酸洗除銹的鐵釘用飽和食鹽水浸泡一下如下圖所示具支試管中，幾分鐘后，觀察到導管中水柱的變化，解釋引起這種變化的原因
實驗現象
實驗結論
裝置中鐵、碳和飽和食鹽水構成原電池，鐵釘發生吸氧腐蝕腐蝕
導管中有水柱上升（消耗氣體），鐵釘表面有鐵銹生成
裝置中進一步反應：
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O（脫水）
鐵銹主要成分Fe2O3·xH2O
實驗現象
實驗結論
鹽酸浸泡過的鐵釘
裝置中鐵、碳和鹽酸構成原電池，
鐵釘發生析氫腐蝕腐蝕
導管中有水柱下降（生成氣體），鐵釘表面有鐵銹生成
【實驗4-3】變式：將經過酸洗除銹的鐵釘用鹽酸浸泡一下如下圖所示具支試管中，幾分鐘后，觀察到導管中水柱的變化，解釋引起這種變化的原因
校本P141
2.如圖，小試管內為紅墨水，具支試管內盛有的雨水和生鐵片。實
驗觀察到開始時導管內液面下降，一段時間后導管內液面回升，略高于小
試管內液面。下列說法正確的是( )
A.生鐵片中的碳是原電池的負極，發生氧化反應
B.雨水酸性較強，生鐵片始終發生析氫腐蝕
C.液面回升時，碳電極反應式為>
D.具支試管中溶液酸性增強
C
校本P144
5.(2023·三明高二月考)鋼鐵很容易因生銹而被腐蝕。
Ⅰ.如圖裝置中形管內為紅墨水、試管內分別盛
有氯化銨溶液和食鹽水中的一種，各加入生鐵塊，放置一
段時間均被腐蝕，這兩種腐蝕都屬于________腐蝕。
電化學
（1）紅墨水柱兩邊的液面變為左低右高，則___（填“”或“ ”）試管內
盛有食鹽水。
（2）試管中鐵發生的是______腐蝕。
吸氧
實驗現象
實驗解釋
①試管中產生氣泡速率比②試管中大
【實驗4-3】（2）取兩支試管，分別放入兩顆鋅粒和的體積等濃度的稀鹽酸，觀察現象。然后，向一只試管中滴加1~2滴硫酸銅溶液，在觀察現象。解釋產生不同現象的原因。
與反應生成、和稀鹽酸
構成原電池，發生電化學腐蝕，產生氣泡的
速率更大
判斷金屬腐蝕快慢的規律
1、電解原理引起的腐蝕 ＞ 原電池原理引起的腐蝕 ＞ 化學腐蝕＞ 防腐措施的腐蝕
2、對同一種金屬來說，腐蝕的快慢：
3、活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，腐蝕越快。
強電解質溶液 ＞ 弱電解質溶液 ＞ 非電解質溶液
4、對同一種電解質溶液來說，電解質溶液濃度越大，腐蝕越快。
1.下圖所示的各容器中均盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是____________。
④>②>①>③
電解原理引起的腐蝕
>原電池原理引起的腐蝕
>有防護措施的腐蝕
>化學腐蝕
校本P143
【自我診斷】校本P141
（1）無論化學腐蝕還是電化學腐蝕，都是金屬失電子被氧化的過程( )
√
（2）因為普遍存在，所以鋼鐵的腐蝕以析氫腐蝕為主( )
×
（3）銅在酸性條件下也可以發生析氫腐蝕( )
×
（4）鋼鐵發生電化學腐蝕的負極反應式為( )
×
（5）鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕的區別在于前者有生成，后者有
加( )
√
（6）純鐵不易腐蝕，生鐵易腐蝕，是因為生鐵中含碳，能形成原電池，
發生電化學腐蝕( )
√
校本P141
3.是海洋大氣環境中金屬表面的主要
固體沉積物之一，顆粒落在金屬表面
上，具有很強的吸濕性，促進了金屬的腐
蝕。下圖為碳鋼基體在大氣環境中
A.腐蝕過程中為負極，發生氧化反應
B.正極反應式為
C.對腐蝕反應起催化作用
D.隨著銹層不斷增厚，腐蝕速率增大
發生電化學腐蝕的原理示意圖。下列說法不正確的是( )
D
二、金屬的防護
（一）目的：防止金屬被氧化
（二）依據：依據金屬腐蝕的化學反應原理和腐蝕類型來確定金屬防護的方法
（三）金屬防護的方法
1、改變金屬材料的組成
2、在金屬表面覆蓋保護層
3、電化學保護法
1、改變金屬材料的組成
在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優異的合金。
例如，不銹鋼、鈦合金等。
2、在金屬表面覆蓋保護層（覆蓋致密的保護層）
（1）非金屬保護層：①噴涂漆；②涂油脂；③覆蓋搪瓷、塑料
（2）金屬保護層：電鍍(在鋼鐵表面形成鉻等耐腐蝕性較強的金屬鍍層)
搪瓷（táng cí），是將無機玻璃質材料通過熔融凝于基體金屬上并與金屬牢固結合在一起的一種復合材料。
2、在金屬表面覆蓋保護層（覆蓋致密的保護層）
發藍是鋼鐵零件表面處理的一種防腐蝕的工藝。其原理就是在鋼鐵表面生成一定厚度和強度的致密的氧化層，成分主要是Fe3O4
（4）鈍化處理
（3）發藍處理（致密的Fe3O4膜)；
利用陽極氧化處理鋁制品的表面，使之形成致密的氧化膜而鈍化。另外，采用離子注入、表面滲鍍等方式在金屬表面也可以形成穩定的鈍化膜。
3、電化學防護法
原理：原電池原理
（1）犧牲陽極法
要求：活潑性強的金屬作負極，被保護金屬作正極。
★犧牲陽極法的實驗探究
教材P114 【實驗4-4】（1）以Fe作保護電極，Zn作輔助電極，以經過酸化的3%NaCl溶液做電解質溶液，按圖鏈接裝置。觀察電流表指針變化，以及兩燒杯中電極附近發生的現象。過一段時間，用膠頭滴管從電極區域取少量溶液于試管中，再向試管中滴入2滴（鐵氰化鉀）溶液，觀察試管中溶液顏色的變化。
實驗現象 電流表 陽極（負極區） 陰極（正極區）
______________ __________ ____氣泡產生，____
藍色沉淀生成
有關反應 - _________________ __________________
指針發生偏轉
逐漸溶解
有
無
實驗結論：鋅片、鐵片酸化的氯化鈉溶液構成原電池，鋅失電子，被腐蝕，鐵被保護。
教材P114【實驗4-4】（2）將1g的瓊脂加入250ml燒杯中，再加入50ml飽和
食鹽水 和150ml水。攪拌、加熱煮沸，是瓊脂溶解。稍冷后，趁熱吧瓊脂
溶液分別倒入兩個培養皿中各滴入滴酚酞溶液和溶液,混
合均勻。取兩個長的鐵釘，用砂紙擦光。將裹有鋅皮的鐵釘放入a
培養皿，纏有銅絲的鐵釘放入 培養皿。
（a） (b)
實驗現象 鐵釘周圍______ 鐵釘周圍生成__________，銅絲周
圍______
有關反應
實驗結論 變紅
藍色沉淀
變紅
；
，；
<
（a） (b)
鐵作為負極時易被腐蝕，作為正極時未被腐蝕
白鐵皮：鋅比鐵活潑，破損時與水膜構成原電池時，鋅作負極失電子被氧化而腐蝕，鐵作正極被保護。
馬口鐵：鐵比錫活潑，破損時與水膜構成原電池時，鐵作負極失電子被氧化而易腐蝕。
教材P112
要求：被保護的金屬與外接電源負極相連作陰極。
（2）外加電流法
原理：電解池原理
教材P112
犧牲陽極法：
外加電流法：
比被保護金屬活潑（本身不斷被腐蝕）
惰性材料（只起導電作用，惰性電極和金屬均可作輔助陽極，但最好選用惰性電極,本身不被腐蝕而消耗）
一般而言，外加電流法比犧牲陽極法保護效果更好。
學以致用 提升關鍵能力校本P143
1.下列有關金屬鐵的腐蝕與防護，說法正確的是( )
A.在鋼鐵表面進行發藍處理，生成四氧化三鐵薄膜保護金屬
B.在鐵表面覆蓋保護層，若保護層破損后，就完全失去了對鐵的保護作用
C.鐵與電源正極連接可實現電化學保護
D.陽極氧化處理鋁制品生成致密的保護膜屬于電化學保護法
A
校本P143
1.(2023·綿陽南山中學高二階段練習)下列關于金屬的腐蝕和防護說法不正
確的是( )
A.一般情況下，金屬主要發生吸氧腐蝕
B.在輪船的船體上鑲嵌鋅塊屬于外加電流法
C.白鐵（鍍鋅鐵）鍍層破損后不會導致鐵迅速銹蝕
D.家用菜刀切完咸菜后應沖洗干凈并擦干水漬
B
校本P143
2.相同材質的鐵在下圖中的各情形下最不易被腐蝕的是( )
A.&1& B. C.&3& D.&4&
C
校本P143
2.下列對如圖所示的實驗裝置的判斷錯誤的是( )
A.若為碳棒，開關置于處可減緩鐵的腐蝕
B.若 為鋅棒，開關置于 或處均可減緩鐵的腐蝕
C.若為鋅棒，開關置于處時，為犧牲陽極法
D.若為碳棒，開關置于處時，鐵電極上發生的反應
為
D
校本P143
3.國產航母山東艦已經列裝服役，它是
采用模塊制造然后焊接組裝而成的，對
焊接有著極高的要求。實驗室模擬在海
水環境和河水環境下對焊接金屬材料使
A.圖示的金屬腐蝕情況說明了的金屬活動性強于
B.由圖示可以看出甲是在海水環境下的腐蝕情況，乙是在河水環境下的腐
蝕情況
C.兩種環境下鐵被腐蝕時的電極反應式均為
D.為了防止艦艇在海水中被腐蝕，可在焊點附近用鋅塊打“補丁”
用的影響（如圖甲、乙）。下列相關描述正確的是( )
D

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