資源簡介

(共34張PPT)
金屬的腐蝕與防護
金屬腐蝕帶來的問題
我國每年因為金屬腐蝕所造成的經濟損失約占國民生產總值的5%，全世界每年因生銹損失的鋼鐵約占世界鋼鐵年產量的1/4，超過每年各項大災（火災、風災及地震等）損失的總和。
什么是金屬的腐蝕？
金屬的腐蝕
Fe
Fe2O3·xH2O
0
+3
鋼鐵的腐蝕
實驗4-3
試管中氧氣濃度隨時間變化圖像
借助原電池原理分析鋼鐵是如何生銹的
如何證明有電
化學反應發生？
靈敏電流計指針偏轉
負極產物該如何檢驗？
資料：Fe2+可以與K3[Fe(CN)6]溶液產生特征藍色沉淀。
資料：電池工作一段時間后，取正極周圍的溶液于試管中，加入酚酞溶液后變紅。
正極（C）: O2 + 4e + 2H2O 4OH
3.借助原電池原理分析鋼鐵是如何生銹的
正極：C: O2 + 4e + 2H2O 4OH
總反應：2Fe + O2 + 2H2O 2Fe(OH)2
后續反應：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3
Fe2O3·xH2O
3.借助原電池原理分析鋼鐵是如何生銹的
負極：Fe: Fe 2e Fe2+
（吸氧腐蝕）
4.如果水膜酸性較強，會發生怎樣的腐蝕呢？。
不同pH下，試管中氣體壓強隨時間變化情況
寫出pH＝2.0～3.5和4.0時
發生的主要正極反應。
（析氫腐蝕）
4.如果水膜酸性較強，會發生怎樣的腐蝕呢？請你根據圖示用電極反應來表達。
正極（C） : 2H+ + 2e H2↑
負極（Fe）: Fe 2e Fe2+
2H＋ + 2e H2↑
pH=2.0、3.0、3.5
pH=4.0
O2 + 4e + 4H+ 2H2O
（析氫腐蝕）
（吸氧腐蝕）
水膜酸性較強，
c(H+)較大
氧化性
H+＞O2
析氫腐蝕
2H+ + 2e－ H2↑
水膜酸性較弱或呈中性，c(H+)較小
氧化性
H+＜O2
吸氧腐蝕
O2 + 4e－ + 2H2O 4OH－
或O2 + 4e－ + 4H+ 2H2O
濃度
性質
反應
影響
決定
金屬的腐蝕
銅板上的鐵鉚釘生銹
輸送原油的鋼管在無水、
無氧的情況下被腐蝕而漏油
想一想：兩種腐蝕的共性是什么？區別是什么？
金屬的腐蝕
直接發生化學反應引起金屬腐蝕——化學腐蝕
金屬的腐蝕
腐蝕過程中有電化學反應發生——電化學腐蝕
＋
＋
－
實驗4-3（2）
化學腐蝕與電化學腐蝕的比較
化學腐蝕與電化學腐蝕的比較
化學腐蝕 電化學腐蝕
條件
特征
速率
結果
金屬與氧化性物質
直接接觸
不純金屬與電解質溶液
及氧化劑接觸
無電流產生
有微弱電流產生
金屬被氧化
相對活潑的金屬被氧化
小
大
金屬的腐蝕
金屬腐蝕：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：M - n e Mn+
根據金屬腐蝕的實質，你能提出金屬的防護方法嗎？
思考角度
切斷原電池反應
給予金屬電子
改變金屬材料組成
在金屬表面覆蓋保護層
噴漆
鍍鉻
搪瓷
發藍處理
制成不銹鋼（改變金屬材料組成）
（在金屬表面覆蓋保護層）
切斷原電池反應
想一想：為什么鋼制管道的內部要鑲嵌鎂塊？
NaCl溶液
— Fe
Mg—
e－
任務二 利用電化學原理保護鐵
按照下列裝置進行實驗，畫出你預測的現象
任務二 利用電化學原理保護鐵
資料：Fe2+可以與K3[Fe(CN)6]溶液產生特征藍色沉淀。
實驗現象1
思考：如何證明鐵被保護？
什么現象證明是原電池保護？
鐵釘的裸露部分周圍溶液沒有特征藍色物質生成。鐵釘周圍變紅，說明氧氣在鐵的表面得電子，生成了氫氧根離子，鐵做正極，
證明了原電池保護。
實驗現象2
思考：生成藍色物質說明了什么？
鐵釘的裸露部分周圍有亞鐵離子生成，
氧氣在銅絲的表面得到電子，
生成氫氧根離子，銅絲附近變紅。
鐵沒有得到保護。
想一想：通過以上實驗，你能得出什么結論？
鐵與活動性不同的金屬接觸時，其腐蝕程度是有差異的，要避免鐵受到腐蝕，需要與較活潑的金屬相連。
A
NaCl溶液
— Fe
Zn—
＋
e－
－
犧牲陽極法
1.利用原電池原理來保護鐵
2.利用電解池原理來保護鐵
NaCl溶液
— Fe
C —
e－
陰極
輔助陽極
外加電流法
試一試：設計裝置，采用外加電流法為長期浸泡在海水
中的鋼閘門進行保護，畫出裝置圖，并解釋你的裝置是如何
對鋼閘門進行保護的。
- +
e e
犧牲陽極法 外加電流法
原理
保護方法
保護電流
注意事項
犧牲陽極法和外加電流法的比較
原電池
電解池
使被保護的金屬與比
它活潑的金屬接觸，被保
護的金屬做正極。
使被保護的金屬與電源
負極接觸，被保護的金屬做
陰極。
較小
較大
負極（陽極）材料需要
定期更換
輔助陽極需要定期檢查
任務三 船舶與海水接觸部分的鋼制船體長期受到強烈的腐
蝕，請你為船舶的防腐蝕提出合理化建議。
思考要點：
1.小型船舶和大型船舶防護方法的選擇（犧牲陽極？
外加電流？）
2.船底漆的選擇（普通底漆？富鋅底漆？）
3.水下金屬連接件的選擇（同種金屬？不同種金屬？）
思考要點：
1.小型船舶和大型船舶防護方法的選擇
小型船舶—船體小—航行距離短—時間短—犧牲陽極法
大型船舶—船體大—航行距離長—時間長—外加電流法
任務三 船舶與海水接觸部分的鋼制船體長期受到強烈的腐
蝕，請你為船舶的防腐提出合理化建議。
船底漆—富鋅底漆—犧牲陽極法
任務三 船舶與海水接觸部分的鋼制船體長期受到強烈的腐
蝕，請你為船舶的防腐提出合理化建議。
思考要點：
2.船底漆的選擇（普通底漆？富鋅底漆？）
任務三 船舶與海水接觸部分的鋼制船體長期受到強烈的腐
蝕，請你為船舶的防腐提出合理化建議
水下金屬連接件—同種金屬—避免形成原電池加速腐蝕
思考要點：
3.水下金屬連接件的選擇（同種金屬？不同種金屬？）
試一試：如何防止鐵鍋生銹？
1.使用完畢后保持干燥或涂一層植物油
2.使用完畢后懸掛或倒扣
3.可以使用不銹鋼鍋

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