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高二化学金属的腐蚀与防止_图文

第三章 第二节

金属的腐蚀与防护

不看不知道
我国是世界上钢铁产量最多的国家,但每 年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一, 因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值 2%~4%;约合人民币:6000亿元( 2008年我 国国内生产总值为30万亿元) 。 另据国外统计,金属腐蚀的年损失远远超 过水灾、火灾、风灾和地震(平均值)损失的 总和,在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、 减产和爆炸等造成的间接损失。

一、金属的腐蚀:
1. 含义: 金属或合金与周围接触到的气体或
液体发生 氧化还原 反应而损耗的现象。

2. 本质: 金属单质失电子被氧化成阳离子。
不纯金属或合金 条件 接触 跟电解质溶液接触 (1) 化学腐蚀: 金属在干燥环境中跟接触到的氧化剂直 电流 无电流产生 有微弱电流产生 接发生化学反应而引起的腐蚀。 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 , (2) 电化学腐蚀: 不纯金属或合金跟电解质溶液接触时 会发生原电池反应 ,较活泼的金属失电子而被腐蚀。 两者往往同时发生,电化腐蚀为主 联系

3.金属腐蚀的类型 : 金属跟氧化剂直接

-→Mn+ M – ne 化学腐蚀

电化腐蚀

科学探究 以铁钉生锈实验为例,探究钢铁
发生腐蚀的条件
实验 方案

植 物 油

现象 记录

铁钉渐 渐生锈

铁钉没 有生锈

铁钉没 有生锈

结论 钢铁在O 、H O共同作用下更易被腐蚀 2 2

4.电化腐蚀的类型:
(1)析氢腐蚀:当水膜酸性较强时
负极(Fe): Fe – 2e - = Fe2+ 正极(碳): 2H+ +2e - = H2↑ 总反应: Fe +2H + = Fe2 + + H2↑
当水膜酸性较弱或中性时 (2)吸氧腐蚀:

负极(Fe): 2Fe – 4e - = 2Fe2+ 正极(碳): O2 + 2H2O +4e - = 4OH总反应: 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2 4Fe(OH)2 +O2+2H2O = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3 ? xH2O +(3-x)H2O
(铁锈的主要成份)

二、金属腐蚀的防护
思考与交流
是空气中 O2与H2O 本质都是铁失 共同作用的结果 电子被氧化。

①铁被腐蚀与什么物质有关?本质是什么? ②怎样才能防止铁生锈?最简单的方法是什么?
1. 保护层法:
防止铁失电子,最简 单就是隔绝空气和水

刷油漆、上油、电镀、烤蓝等 2. 改变金属的内部结构: 制合金

3、金属的电化学防护:
利用原电池原理,让被保护金属做正极,不 反应,起到保护作用;而活泼金属反应受到腐蚀。

(1)牺牲阳极的阴极保护法:

-

-

白条为船身上的锌块

(2)外加电流的阴极保护法:
利用电解原理,外加电源形成电解池,金属 与电源负极相连,避免金属失去电子。

-

-

辅助阳极 (不溶性)

外加电流的阴极保护法示意图

巩固练习

1.下列叙述中正确的是( B )
①锌跟稀硫酸制取氢气,加入少量硫酸铜溶液能 加快反应速率 ②镀层破坏后,白口铁(镀锌的铁)比马口铁 (镀锡的铁)更易腐蚀 ③钢铁表面常易锈蚀生成 Fe2O3· xH2O A.都正确 B.①③ C.① D.②③

2.以下现象与电化学腐蚀无关的是( D )
A. 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 B. 生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈 C. 铁制器件附有铜制配件,在接触处易生铁锈 D. 银制奖牌久置后表面变暗

3. 如图, 水槽中试管内有一枚铁钉放置数 天观察: ( 1) 若液面上升,则溶液呈 酸性较弱或中性,发生
-=Fe2+ Fe – 2e 吸氧 腐蚀,电极反应式为:负极: , -=4OH- O +2H O+4e 2 正极: 2

(2) 若液面下降,则溶液呈 酸 性,发生 析氢 腐蚀,电极反应式为: 负极: Fe–2e-=Fe2+ ++2e-=H ↑ 2H 2。 正极:

4.(07年高考广东化学卷)为了避免青铜器生成铜 绿,以下方法正确的是( BD) (A)将青铜器放在银质托盘上 (B)将青铜器保存在干燥的环境中 (C)将青铜器保存在潮湿的空气中 (D)在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜

5.下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序 (5)(2) (1) (3)(4)

在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下: 电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀> 化学腐蚀>原电池原理的防护>电解原理的防护

徐州工程学院教务处 http://www.xuzhoukaoyan.com

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