資源簡介

新人教版 化學 選擇性必修一
第四章 化學反應與電能
第三節 金屬的腐蝕與防護
視頻導入
模塊一 金屬的腐蝕
一、金屬的腐蝕
1.定義

金屬與周圍的氣體或液體物質發生氧化還原反應而引起損耗的現象。
2.本質

金屬原子失去電子被氧化的過程。
M－ne－→Mn+
一、金屬的腐蝕
3.分類

金屬其表面接觸的一些物質（如O2、Cl2、SO2等）直接反應而引起的腐蝕。
影響因素：和金屬本性、接觸物質的氧化性及溫度有關。
化學腐蝕
鐵與氯氣直接反應而腐蝕；
輸油、輸氣的鋼管被原油、天然氣中的含硫化合物腐蝕
一、金屬的腐蝕
3.分類

不純的金屬跟電解質溶液接觸時，發生原電池反比較活潑的金屬發生氧化反應而被腐蝕
電化學腐蝕
鋼鐵制品在潮濕空氣中的銹蝕就是電化學腐蝕
一、金屬的腐蝕
3.分類

電化學腐蝕
析氫腐蝕
負極（Fe）： Fe-2e- = Fe2+
正極（C）： 2H++2e- = H2↑

在酸性環境中，由于在腐蝕過程中不斷有H2放出，所以叫做析氫腐蝕。
總反應：Fe+ 2H+=Fe2+ +H2↑
一、金屬的腐蝕
3.分類

電化學腐蝕
吸氧腐蝕
負極（Fe）： Fe-2e- = Fe2+
正極（C）：2H2O+O2+4e- = 4OH-
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3 · nH2O
總反應：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
鋼鐵表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧氣，此時就會發生吸氧腐蝕
一、金屬的腐蝕
實驗4-3
一、金屬的腐蝕
類型
析氫腐蝕
吸氧腐蝕
條件


電極反應
負極

正極

總反應式

聯系
更普遍
水膜酸性較強(pH≤4.3)
水膜酸性很弱或呈中性
Fe－2e－===Fe2＋
吸氧腐蝕
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
模塊二 金屬的防護
二、金屬的防護
金屬的防護
金屬防護主要是從金屬、與金屬接觸的物質及兩者反應條件等方面考慮
1.改變金屬材料的組成

2.在金屬表面覆蓋保護層

3.電化學防護

二、金屬的防護
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
把鉻、鎳等加入普通鋼中制成不銹鋼產品；
鈦合金不僅具有優異的抗腐蝕性，還具有良好的生物相容性
二、金屬的防護
2.在金屬表面覆蓋保護層

在金屬表面覆蓋致密的保護層，將金屬制品與周圍物質隔開。
在鋼鐵制品的表面噴涂油漆、礦物性油脂或覆蓋搪瓷、塑料等；
用電鍍等方法在鋼鐵表面鍍上一層鋅、錫、鉻、鎳等金屬；
非金屬保護層
金屬保護層
二、金屬的防護
2.在金屬表面覆蓋保護層

在金屬表面覆蓋致密的保護層，將金屬制品與周圍物質隔開。
用化學方法在鋼鐵部件表面進行發藍處理
(生成一層致密的四氧化三鐵薄膜)
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
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。
發藍處理
鈍化處理
二、金屬的防護
3.電化學防護

犧牲陽極法
正極：被保護金屬
負極：活潑金屬
犧牲陽極法通常是在被保護的鋼鐵設備上(如鍋爐的內壁、船舶的外殼等)安裝若干鎂合金或鋅塊。鎂、鋅比鐵活潑，它們就成為原電池的負極，不斷遭受腐蝕(需要定期檢查、更換),而作為正極的鋼鐵設備就被保護起來
原電池原理
二、金屬的防護
實驗4-4
二、金屬的防護
實驗4-4（1）
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}實驗裝置
電流表
陽極
陰極
現象
有關反應
指針偏轉
逐漸溶解
質量不變，無氣泡產生，
加入鐵氰化鉀溶液，無變化
Zn-2e-=Zn2+
O2+4e-+4H+=H2O
說明：Fe2+的檢驗：Fe2+與K3[Fe(CN)6]溶液(黃色)反應生成KFe[Fe(CN)6]沉淀(帶有特征藍色)。這是檢驗溶液中Fe2+的常用方法。
結論：Fe、Zn和經過酸化的NaCl溶液構成原電池；該裝置中鐵未被腐蝕
二、金屬的防護
實驗4-4（2）
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
現象
解釋
靠近鋅皮處顏色無變化，靠近裸露在外的鐵釘處出現紅色
靠近銅絲處出現紅色，靠近裸露在外的鐵釘處出現藍色。
構成原電池反應，Zn作陽極(負極)鐵作陰極(正極),鋅被腐蝕，鐵被保護。
構成原電池應，鐵作陽極(負極),銅作陰極(正極),鐵被腐蝕，陽極上發生Fe-2e- =Fe2+, Fe2+與K3[Fe(CN)6]溶液反應生成KFe[Fe(CN)6]藍色沉淀
（a）
（b）
二、金屬的防護
3.電化學防護

外加電流法
原理：陰極：被保護金屬
具體方法：外加電流法是把被保護的
鋼鐵設備作為陰極，用惰性電極作為
輔助陽極，兩者均放在電解質溶液
(如海水)里，外接直流電源。通電后，
調整外加電壓，強制電子流向被保護的鋼鐵設備，使鋼鐵表面腐蝕電流降至零或接近零。在這個系統中，鋼鐵設備被迫成為陰極而受到保護。
一、金屬的腐蝕
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
電解池的陽極>原電池的負極>化學腐蝕>原電池的正極>電解池的負極．
無保護措施的金屬腐蝕 > 有一定保護措施的腐蝕
>犧牲陽極法引起的腐蝕 > 外加電流法引起的腐蝕。
微提醒
在同一電解質溶液中，金屬腐蝕的快慢規律如下：
不同保護措施的腐蝕快慢順序：
一、金屬的腐蝕
微提醒
對同一種電解質溶液來說，電解質溶液濃度越大，腐蝕越快
對于活動性不同的兩金屬，活動性差別越大，氧化還原反應的速率越大，活潑金屬腐蝕越快；純度越高的金屬，腐蝕速率越小。
課堂檢測
1.如圖所示，各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為 (　　)

A．②①③④⑤⑥　　　　　B．⑤④③①②⑥
C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥
C
課堂檢測
C
2.相同材質的鐵在下列四種情況下最不易被腐蝕的是(　　)
課堂檢測
A
3．如圖所示為研究金屬腐蝕的實驗裝置。下列相關說法正確的是(　　)
A．該實驗研究的是鐵板的吸氧腐蝕 B．鐵表面的反應為Fe－3e－===Fe3＋ C．紅色首先在食鹽水滴的中心出現 D．食鹽水中有氣泡逸出
謝謝欣賞

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