原电池原理金属的电化学腐蚀
金属电化学腐蚀基本原理
➢化学腐蚀：氧化剂直接与金属表面的原子碰撞、化合 而形成腐蚀产物。例如金属锌在高温的含氧气氛中的腐 蚀。
1 Zn 2 O2 ZnO
第1章 金属电化学腐蚀基本原理
1.1 金属电化学腐蚀原理
➢电化学腐蚀
✓ 电化学腐蚀：通过失去电子的氧化过程（金属被氧化）和得 到电子的还原过程（氧化剂被还原），相对独立而又同时完 成的腐蚀历程。
第1章 金属电化学腐蚀基本原理
1.1 金属电化学腐蚀原理
3、腐蚀电池工作历程
第1章 金属电化学腐蚀基本原理
1.1 金属电化学腐蚀原理
第1章 金属电化学腐蚀基本原理
1.1 金属电化学腐蚀原理
1.1.5 金属电化学腐蚀的热力学
第1章 金属电化学腐蚀基本原理
1.1 金属电化学腐蚀原理
自由焓准则 当△G<0，则腐蚀反应能自发进行。
化学成分不均一 电化学不均一性组物织理结状构态不不均均一一
表面膜不完整
第1章 金属电化学腐蚀基本原理
1.1 金属电化学腐蚀原理
如下图所示：含杂质铅的锌在硫酸中的微电池腐蚀
第1章 金属电化学腐蚀基本原理
1.1 金属电化学腐蚀原理
铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？
CO2 SO2
H+ Cu
H2O
Fe2+
(1)电化学极化(活化极化)
阴极：去极剂与电子结合的反应速度<消耗阳极送来
的电子
电子密度增高
电位向负方向移动
阳极：金属失去电子成为水化离子的反应速度<电 子流出阳极的速度 双电层内层电子密度减小
电位向正方向移动
第1章 金属电化学腐蚀基本原理
电化学腐蚀基本原理
0.2224
0.2681 0.337
3电位序与电偶序
电极反应 E0(NHE)
2H2O+O2+4e=4OHI2 +2e=I2-
0.401
0.5346 0.6153 0.771 0.789 0.799 0.920 1.065 1.229
2O
电极反应
Tl3++2e=Tl+ Cr2O72+14H++6e=2Cr3++7H2O
混凝土
宏观电池与微观电池实例
氧化反应（Ｔ２）：Ｃｕ-2e=Ｃｕ2+ 还原反应（Ｔ１）：Ｃｕ2++２e=Ｃｕ
ＣｕＳＯ４
Ｔ１ ＞ Ｔ２
RT ln aCu 2 nF
0
Ｃｕ
宏观电池与微观电池实例
阳极反应：Fe-2e=Fe2+ 阴极反应：O2 +２Ｈ２Ｏ+ ４e=４ＯＨ－
晶粒与晶界边缘形成原 电池
0
p
G 0 0 RT ln K
4电位-pH图
2.1 电位-pH图原理
用途：判断反应的可能性（给定电位和pH）；
了解体系稳定物态和平衡物态；
反应具备的电极电位和pH值。
4 电位-pH图 Fe-H2O系
4 电位-pH图 Fe-H2O系
4 电位-pH图
Fe-H2O系
4 电位-pH图
E0(NHE)
1.25 1.33
Hg2SO4+2e=2Hg+SO4 Fe3++e=Fe2+ Hg2
2++2e=2Hg
Cl2+2e=2ClPbO2+4H++2e=Pb2++2H2O Au3++3e=Au MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2O Au++e=Au MnO4-+4H++3e=MnO2+2H2O
金属电化学腐蚀的原理
目录
• 金属电化学腐蚀的基本概念 • 金属电化学腐蚀的原理 • 金属电化学腐蚀的影响因素 • 金属电化学腐蚀的防护措施 • 金属电化学腐蚀的应用
01
金属电化学腐蚀的基本概念
定义与分类
定义
金属电化学腐蚀是指金属与周围介质发生电化学反应，导致金属的损坏或变质。
分类
根据腐蚀机理，金属电化学腐蚀可分为阳极反应和阴极反应。阳极反应是指金 属原子失去电子成为阳离子，而阴极反应则是指介质中的氧化剂获得电子的过 程。
腐蚀速率和腐蚀速率方程
腐蚀速率
表示金属腐蚀的快慢程度，通常以单 位时间内金属损失的质量或厚度来表 示。
腐蚀速率方程
描述腐蚀速率与各种影响因素之间关 系的数学方程。这些影响因素包括金 属的性质、介质的性质、温度、压力 等。
腐蚀的危害
01
资源浪费
金属腐蚀导致大量金属资源浪费， 降低了资源的利用率。
环境污染
04
金属电化学腐蚀的防护措施
改变金属的成分和结构
合金化
通过在金属中加入其他元素，形成合金，以提高金属的耐腐 蚀性。例如，不锈钢就是通过在铁中加入铬、镍等元素制成 的，具有良好的耐腐蚀性。
非活性金属
选择那些不容易发生电化学反应的金属，如金、铂、不锈钢 等，这些金属不容易与其他物质发生化学反应，因此具有很 好的耐腐蚀性。
03
金属电化学腐蚀的影响因素
环境因素
湿度
湿度是金属腐蚀的重要环境因素。在潮湿环境中，金属表面容易 形成水膜，从而引发电化学腐蚀。
温度
温度的升高会加速金属的腐蚀速率。高温环境下，金属表面的水膜 容易蒸发，留下盐分等导电介质，促进电化学腐蚀。、盐等，能与金属发生化学反 应，导致腐蚀。
第三章 电化学腐蚀的基本原理
宏观腐蚀电池
铜铆钉
1. 异种金属相接触 如 电偶腐蚀 2. 浓差电池 (1)金属离子浓度不同，
铝板
浓度低电位低，容易腐蚀 (2)氧浓度不同 氧浓度低电位低，更容易腐蚀 3. 温差电池 如金属所处环境温度不同，高温 电位低，更容易腐蚀
粘 土 沙 土
微观腐蚀电池
（1）材料本身的不均匀性
化学成分不均匀
平衡电极电位
当金属电极上只有一个确定的电极反应，并且该反应处于动态平衡，即金属 的溶解速度等于金属离子的沉积速度，在此平衡电极过程中，电极获得一个 不变的电位值，该值被称为平衡电极电位（可逆电极电位）。
Fe Fe2 2e Fe2 2e Fe
Fe Fe 2+
Fe 2+ Fe
电荷平衡： ia = ic
金属在25℃时的标准电极电位 e （V，SHE）
电极反应
K=K++e Na=Na++e
e，伏
-2.925 -2.714 -2.37 -1.66 -1.63
电极反应
Ni=Ni2++2e Mo=Mo3++3e
e，伏
-0.250
-0.2 -0.136 -0.126 -0.036 0.000 +0.337 +0.521 +0.189
组织结构不均匀
微观腐蚀电池
金属表面的物理状态不均匀
金属表面膜的不完整
（2）液相不均匀性
离子浓度（质子或氧离子浓度）
（3）系统外界条件不均匀性
温差、光照等分布不均匀
3.3 电极与电极电位
电极
电极的概念——电子导体（金属等）与离子导体（电 解质）相互接触，并有电子在两相之间迁移而发生氧 化还原反应的体系。 电极一般分为单电极和多重电极 单电极是指电极的相界面上发生唯一的电极反应 多重电极则可能发生多个电极反应
电化学腐蚀
缓蚀剂保护是通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀的物质使金属得到保护的方法。缓蚀剂保护的特点是投资 少、收效快、使用方便。但是缓蚀剂的应用也有一定的局限性：缓蚀剂不宜在高温下使用、只能用在封闭和循环 的体系中、具有较强的针对性、污染及废液回收处理问题也应慎重考虑。所以缓蚀剂在使用时应该根据具体情况 严格选择。在我国缓蚀剂是很重要的防腐方法之一，广泛应用于石油、化工、钢铁、机械、动力、运输等部门。 缓蚀剂与其它防腐方法联合使用，取得的效果更佳。
现象危害
由于金属表面与铁垢之间的电位差异，从而引起金属的局部腐蚀，而且这种腐蚀一般是坑蚀，主要发生在水 冷壁管有沉积物的下面，热负荷较高的位置。如喷燃器附近，炉管的向火侧等处，所以非常容易造成金属穿孔或 超温爆管。尽管铜铁的高价氧化物对钢铁会产生腐蚀，但腐蚀作用是有限的，但有氧补充时，该腐蚀将会继续进 行并加重。危害性是非常大的，一方面，它会在短期内使停用设备金属表面遭到大面积腐蚀。另一方面，由于停 用腐蚀使金属表面产生沉积物及造成金属表面粗糙状态，使机组启动和运行时，给水铁含量增大。不但加剧了炉 管内铁垢的形成，也加剧了热力设备运行时的腐蚀。
常用防腐方法
电化学保护
覆盖层保护
缓蚀剂保护
覆盖层保护是用耐蚀性能良好的金属或非金属材料覆盖在耐蚀性能较差的材料表面，把基体材料与腐蚀介质 隔开，以达到控制腐蚀的目的。表面覆盖层保护法不仅能提高基底金属的耐腐蚀能力，而且能节约大量贵重金属 和合金。
原电池金属的腐蚀与防护PPT
目录
• 原电池金属腐蚀的基本原理 • 原电池金属腐蚀的影响因素 • 原电池金属腐蚀的防护措施 • 原电池金属腐蚀的应用 • 原电池金属腐蚀的研究进展
01 原电池金属腐蚀的基本原 理
金属腐蚀的定义
01
金属腐蚀是指金属与周围环境（ 介质）之间发生化学或电化学作 用，导致金属的损坏或变质现象 。
02
腐蚀过程中，金属的原子会转变 成离子或化合物，导致金属的损 失和性能下降。
金属腐蚀的类型
化学腐蚀
金属与介质直接发生化学反应， 生成氧化物或其它化合物，如铁 在干燥的空气中生锈。
电化学腐蚀
金属与电解质溶液发生原电池反 应，通过电子转移产生电流，如 钢铁在潮湿的空气中发生的腐蚀 。
金属腐蚀的电化学过程
湿度
温度
氧气浓度
腐蚀性介质
湿度是影响金属腐蚀的 重要因素，高湿度环境 会加速金属的腐蚀过程。
温度升高会使金属腐蚀 速率加快，因为温度升 高会加速化学反应速率。
氧气是许多金属腐蚀反 应的必要条件，高氧气 浓度会促进金属腐蚀。
环境中存在的腐蚀性介 质，如酸、碱、盐等， 会加速金属的腐蚀过程。
金属材料的性质
01
02
03
04
腐蚀原电池的形成
金属与电解质溶液界面上形成 电位差，导致电子转移。
阳极反应
金属原子失去电子成为阳离子 ，进入电解质溶液。
阴极反应
在另一部分金属表面，电子被 电解质溶液中的离子接收，形
成还原产物。
电流的产生
电子从阳极通过外电路流向阴 极，形成电流。
02 原电池金属腐蚀的影响因 素
环境因素
热处理
通过改变金属材料的微观结构，以提高其耐腐蚀性能。例如 ，对金属进行淬火、回火等热处理，可以改变其晶粒大小和 相组成，从而提高其耐腐蚀性能。
实验六 原电池原理 金属的电化学腐蚀
实验六原电池原理金属的电化学腐蚀教学目标：（一）知识与技能1．理解原电池的原理；2．认识金属电化学腐蚀的原因；（二）过程与方法培养学生设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法的能力；（三）情感、态度与价值观1．用实验，启发学生思维2．实验——思考——讨论——总结教学重点:原电池原理教学难点：对实验想象的分析和思考教学方法：教师引导、点拨，学生思考，动手操作；通过现象分析得出结论；实验用品：试管、烧杯、镊子、小刀、药匙、导线（带夹子）、灵敏电流表。
K3[Fe(CN) 6]（铁氰化钾）溶液、NaCl溶液、稀硫酸、15%CuSO4溶液、FeCl3溶液、镀锌铁、镀锡铁、纯净的锌粒、锌片、铜片、铁钉。
教学过程：[自主阅读] ：课本P210总结原电池原理实验的步骤过程；【基础检测】1.根据实验现象判断电子流向2.根据实验现象写出电池的电极反应式和总反应方程式。
【学生动手实验】【合作探究】1.根据实验结果，说明怎样装配原电池。
(构成原电池的条件)⑴有活性不同的两个电极（两电极可以是活性不同的两种金属，或一种是非金属导体，其中较活泼的金属为负极）。
⑵要有电解质溶液。
⑶两电极相连或接触，形成闭合回路。
2.讨论：根据对原电池原理的掌握，及现有的仪器和药品讨论能否设计一个总 反应为Fe + 2FeCl 3 == 3FeCl 2 的原电池。
如图：总结：该原电池满足的条件：Fe 做负极，电解质溶液为FeCl 3溶液，两电极相连形成闭合回路。
【拓展练习】判断以下装置是否为原电池，答案：A、B、E、G为原电池装置。
[追问]其中哪些能产生明显电流，那些不能？答：A、B、E装置可产生明显电流，G装置无明显电流，发生金属的腐蚀。
[自主阅读] ：课本P210~ 211 总结金属的电化学腐蚀实验的步骤过程；反应【学生动手实验】【合作探究】1.根据实验结果，说明镀锌铁皮和镀锡铁皮相比，哪个铁更容易被腐蚀?镀锡铁2.讨论都可以采取哪些措施进行金属的防护。
高考化学十年真题专题汇编解析-电化学
高考化学十年真题专题汇编解析-电化学题型一：原电池的工作原理金属的电化学腐蚀与防护1.(2019·全国Ι·12)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如图所示。
下列说法错误的是A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H++2MV+C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】B【解析】本题考查原电池工作原理，涉及酶的特性、电极反应式的书写和电解质中离子迁移方向等知识，考查的核心素养是证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析。
由题图和题意知，电池总反应是3H2+N 22NH3。
该合成氨反应在常温下进行，并形成原电池产生电能，反应不需要高温、高压和催化剂，A项正确；观察题图知，左边电极发生氧化反应MV+-e -MV2+,为负极，不是阴极，B项错误；正极区N2在固氮酶作用下发生还原反应生成NH3，C项正确；电池工作时，H+通过交换膜，由左侧(负极区)向右侧(正极区)迁移，D项正确。
【解后反思】分析装置图时，抓住粒子流向与物质转化，整体认识合成氨原理。
联系原电池原理综合作出判断。
电解池的电极分阴极、阳极，阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应；原电池的电极分正极、负极，正极发生还原反应，负极发生氧化反应。
2.(2019·江苏·10)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。
下列有关该实验的说法正确的是A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-Fe3+B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀D.以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀【答案】C【解析】本题考查金属的电化学腐蚀，考查的核心素养是证据推理与模型认知。
A项，铁和炭的混合物用NaCl溶液湿润后构成原电池，铁作负极，铁失去电子生成Fe2+，电极反应式为Fe－2e-Fe2+，错误；B项，铁腐蚀过程中化学能除了转化为电能外，还可转化为热能等，错误；C项，构成原电池后，铁腐蚀的速率变快，正确；D项，用水代替NaCl溶液，Fe和炭也可以构成原电池，Fe失去电子，空气中的O2得到电子，铁发生吸氧腐蚀，错误。
电腐蚀现象
电腐蚀现象
电腐蚀现象，其基本原理涉及到金属与电解液之间的相互作用。
这种腐蚀通常涉及到两个基本元素：一个是金属物体，另一个是一个含有电解质的电解液。
电腐蚀是通过电流的流动来引发的，通常涉及到两种基本类型：原电池效应和电化学腐蚀。
1.原电池效应：这是电腐蚀的一种常见形式。
在原电池效应中，金属表面上存在微小的不均匀性，这些不均匀性可以充当“阳极”和“阴极”。
当电解液存在时，电流会在金属表面之间流动，导致阳极处的金属溶解，而在阴极处的金属则得到保护。
这会导致金属表面的腐蚀和侵蚀。
2.电化学腐蚀：这种腐蚀形式与原电池效应紧密相关。
它包括了一系列电化学反应，其中金属表面的金属原子或离子在电解液中发生氧化和还原反应。
这种反应会导致金属表面的损耗，形成腐蚀和侵蚀。
金属的电化学腐蚀与防护
新型防腐技术的研发与推广
新型防腐技术：包括 涂层保护、电化学保
护、缓蚀剂保护等
推广应用：在石油、 化工、船舶、电力等
领域的应用情况
研发进展：新型防腐 材料、新型涂层技术、 新型电化学保护技术
等
未来展望：新型防腐 技术的发展趋势和前
景
金属电化学腐蚀与防护的理论研究进展
金属腐蚀电化学原理：介 绍了金属腐蚀的电化学机 制，包括阳极反应和阴极
金属电化学腐蚀与防护的研究 进展
新型防腐材料的研究与应用
新型防腐材料的 种类：包括金属 氧化物、陶瓷、 高分子材料等
新型防腐材料的 性能特点：具有 良好的耐腐蚀、 抗氧化、抗疲劳 等性能
新型防腐材料的 应用领域：广泛 应用于石油、化 工、海洋工程、 航空航天等领域 的设备防腐
新型防腐材料的 发展趋势：高效、 环保、节能、低 成本等方向
金属电化学腐蚀产生有害物 质，污染环境
金属腐蚀导致资源浪费和环 境污染
腐蚀过程中可能产生有毒气 体和液体，对人类健康造成
威胁
பைடு நூலகம்
金属电化学腐蚀的防护措施
金属材料的选用与处理
选用耐腐蚀材料： 选择具有较高耐 腐蚀性能的材料， 如不锈钢、钛合 金等。
表面涂层处理： 在金属表面涂覆 防腐涂层，如油 漆、防锈油等， 以隔离金属与腐 蚀介质。
性能下降：腐蚀导致金属 性能如强度、塑性、韧性 等下降，影响正常使用。
安全隐患：腐蚀严重时可 能引发安全事故，如设备
突然断裂、爆炸等。
经济损失：金属腐蚀造成 设备维修、更换等额外费
用，影响生产效益。
设备的损坏
金属电化学腐蚀会导 致设备外观损坏，影 响美观和使用性能。
腐蚀会导致设备强度 降低，容易发生安全
原电池与电解池对比,金属的电化学腐蚀与防护,吸氧腐蚀,析氢腐蚀
原电池与电解池对比，金属的电化学腐蚀与防护电解池有电源，两极可以相同，2.金属腐蚀的本质：金属单质失去电子变为金属阳离子的过程，金属发生氧化反应（填“氧化”或“还原”）。
3.金属腐蚀的类型（2空气或中性溶液中发生吸氧腐蚀；而在NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液中发生析氢腐蚀。
注意：a.正确判断金属所处环境的酸碱性是辨别金属析氢腐蚀、吸氧腐蚀的关键。
如金属在潮湿的空气或中性溶液中发生吸氧腐蚀；而在NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液中发生析氢腐蚀。
b.生活中铁生锈过程涉及的化学反应有________________________________________________。
4.金属的防护（1）电化学防护利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。
为减缓铁的腐蚀：a.若开关K置于M处，则X应为比铁活泼的金属Zn等，该电化学防护法称为牺牲负极的正极保护法。
或牺牲阳极的阴极保护法。
b.若开关K置于N处，则铁作阴极，铁很难被腐蚀，该电化学防护法为外加电流的阴极保护法。
总结：如果想利用原电池原理保护某金属，则应该让该金属作______极，找一个比它更活泼的金属材料作_________极。
如果想利用电池池原理保护某金属，则应该让该金属作______极。
（2）改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。
（3）加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、喷镀或表面钝化等方法。
5.判断金属腐蚀快慢的规律：（1）金属腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
注：原电池原理引起的腐蚀中，活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越_________。
（2）如果金属有防护措施，则防护效果：电解原理引起的防护>原电池原理引起的防护>有物理防护的措施。
例1.（金属的电化学腐蚀：吸氧腐蚀与析氢腐蚀）1.用如图所示装置研究电化学腐蚀及防护。
关于图1和图2的叙述正确的是（D ）A.负极反应均是：Fe-2e→Fe2+B.正极反应均是：O2+2H2O+4e→4OH-C.铁均被保护D.图2的灯泡更亮例2.（金属的电化学防护：牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法）2.关于钢铁电化学保护两种方法的说法，正确的是（ C ）A.牺牲阳极阴极保护法利用的是电解原理B.外加电流阴极保护法利用的是原电池原理C.牺牲阳极阴极保护法中钢铁为正极D.外加电流阴极保护法中钢铁为阳极例3.（原电池与电解池综合）3.某课外兴趣小组用下图装置进行实验，试回答：（1）若开始时开关K与a连接，则A电极反应式为___________________________。
高中化学《原理》综合实验1 原电池_金属的电化学腐蚀
综合实验一原电池金属的电化学腐蚀一、实验目的1．通过原电池实验，加深对原电池工作原理的认识2．通过制作氢氧燃料电池，了解燃料电池的工作原理。
3．能用实验的方法证明钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的发生，并能用化学知识加以解释。
4．初步了解生活中常见电池的化学原理，能根据已知的电池总反应式，判断电池的正负极，书写电极反应式。
二、实验器材1．锌片、铜片、铝片、橡皮筋、二极管（或蜂鸣器、电流计）、碳棒、低压电源、砂纸、音乐集成电子元件、塑料薄膜（或保险袋）2．6%H2O2 溶液1∶3的硫酸溶液、稀醋酸、K3[Fe(CN)6] 溶液、饱和食盐水、铁钉、酚酞、2mol·L-1 KNO3溶液三、实验步骤（一）原电池实验1．在锌片和铜片之间放一块海绵，用棉线或橡皮筋固定好。
用导线把二极管（或蜂鸣器、灵敏电流计）和锌片、铜片连接起来，插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察发生的现象。
2．一段时间后，向烧杯中加入5～10mL6%H2O2溶液，振荡，观察现象。
3．改用Al—Cu为电极材料，与稀盐酸组合成原电池，按照上述实验装置和操作方法进行实验，观察实验现象。
（二）燃料电池的制作1．把两根碳棒表面包上一层薄海绵用橡皮筋扎紧。
2．将包有海绵的两根碳棒插入U型管里2mol·L-1 KNO3溶液中，并与16V直流电源连接，电解约1分钟，使两电极的碳棒上海绵中吸附很多小气泡。
3．切断电源，在两极之间接上二极管或蜂鸣器（原来连接直流电源正极的碳棒应该与二极管或蜂鸣器的正极相连接，若用贺卡的音乐集成电子元件效果更好），观察并记录现象。
4．将U型管中溶液换成饱和食盐水重复2、3两步实验，观察并记录现象。
（三）金属的腐蚀1．析氢腐蚀（1）取两根3～5cm长的铁钉，用砂纸打磨后再用稀盐酸除去铁锈，用水冲洗干净。
（2）把上述两根铁钉分别放入两支试管中，一支试管中各加入2mL水和1滴K3[Fe(CN)6]溶液，另一支试管中各加入2mL水、3滴稀醋酸和1滴K3[Fe(CN)6]溶液，观察比较铁钉表面是否粘附气泡，哪支铁钉表面周围先出现蓝色沉淀（Fe2+能与[Fe(CN)6]3-反应生成蓝色沉淀）。
电化学腐蚀原理
一电化学腐蚀原理1．腐蚀电池(原电池或微电池)金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的自溶解过程。
在这个过程中金属被氧化，所释放的电子完全为氧化剂消耗，构成一个自发的短路电池，这类电池被称之为腐蚀电池。
腐蚀电池分为三（或二）类：（1）不同金属与同一种电解质溶液接触就会形成腐蚀电池。
例如：在铜板上有一铁铆钉，其形成的腐蚀电池。
铁作阳极（负极）发生金属的氧化反应：Fe → Fe2+ + 2e-；（Fe → Fe2+ + 2e）＝－0.447V.阴极（正极）铜上可能有如下两种还原反应：(a) 在空气中氧分压 =21 kPa 时：O2+4H＋＋4e- →2H2O；( O2+4H＋＋4e- →2H2O )＝1.229 V ,(b) 没有氧气时，发生2H+ + 2e- → H2；（2H+ + 2e- → H2）＝0V，有氧气存在的电池电动势 E1=1.229－(-0.447)＝1.676V; 没有氧气存在时，电池的电动势E2＝0-(-0.447)=0.447V。
可见吸氧腐蚀更容易发生，当有氧气存在时铁的锈蚀特别严重。
铜板与铁钉两种金属(电极)连结一起，相当于电池的外电路短接，于是两极上不断发生上述氧化—还原反应。
Fe氧化成Fe2+进入溶液，多余的电子转向铜极上，在铜极上O2与H＋发生还原反应，消耗电子，并且消耗了H＋，使溶液的pH值增大。
在水膜中生成的Fe2+离子与其中的OH—离子作用生成Fe(OH)2，接着又被空气中氧继续氧化，即：Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3Fe(OH)3乃是铁锈的主要成分。
这样不断地进行下去，机械部件就受到腐蚀。
（2）电解质溶液接触的一种金属也会因表面不均匀或含杂质微电池。
例如工业用钢材其中含杂质(如碳等)，当其表面覆盖一层电解质薄膜时，铁、碳及电解质溶液就构成微型腐蚀电池。
该微型电池中铁是阳极： Fe → Fe2+ + 2e-碳作为阴极：如果电解质溶液是酸性，则阴极上有氢气放出（2H+ + 2e- → H2 ）；如果电解质溶液是碱性，则阴极上发生反应 O2+2H2O+4e- →4OH- 。
电化学腐蚀的原理
A K
Zn
Cu
Zn
Cu
Cu Cu Cu
HCl溶液
HCl溶液
(a)Zn块和Cu块通 过导线联接
（b)Zn块和Cu块直 接接触（短路）
阳极Zn: 阴极Cu:
Zn → Zn2++2e （氧化反应） 2H++2e → H2 ↑（还原反应）
2Mn+2NH4+2e=Mn2+2NH3+H2 随着反应的不断进行，锌不断地
被离子化，释放电子，在外电路中 形成电流。锌离于化的结果，是使 锌被腐蚀。
在进一步讨论原电池反应之前，先讨论一下几个概念。
我们把能够导电的物体称为导体。但从导体中形成电 流的荷电粒子来看，一般将导体分为两类。在电场作用下沿 一定方向运动的荷电粒子是电子或电子空穴，这类导体叫做 电子导体，它包括金属导体和半导体。另外还有一类导体， 在电场的作用下沿一定方向运动的荷电粒子是离子，这类导 体叫做离子导体，例如电解质溶液就属于这类导体。
§1.1.1 腐蚀历程
一、原电池
最简单的原电池就是我们日常生活中所用 的干电池。它是由中心碳棒(正电极)、外包锌皮 (负极)及两极间的电解质溶液(NH4Cl)所组成时 ，当外电路接通时，灯泡即通电发光。
电极过程如下：
阳极(负极锌皮)上发生氧化反应， 使锌原子离子化，即：
Zn→Zn2+十2e 阴极(正极 碳棒)上发生消耗电子 还原反应：
解： 2H+ +2e- = H2 C(H+) = 1.0X10-7 mol·dm-3 查表得：φθ( H+/H2)=0.00v,带入能斯特方程得
cu的电化学腐蚀
cu的电化学腐蚀摘要：一、电化学腐蚀的概念和原理二、铜的电化学腐蚀特点三、影响铜电化学腐蚀的因素四、铜电化学腐蚀的防护措施正文：一、电化学腐蚀的概念和原理电化学腐蚀是指金属材料（合金或不纯的金属）与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。
当金属与电解质接触时，会形成原电池反应，活泼的金属失去电子而被氧化。
电化学腐蚀对机械设备所造成的危害，远比化学腐蚀广泛而严重。
二、铜的电化学腐蚀特点铜的电化学腐蚀主要发生在含氧环境中，如潮湿的空气、水等。
铜在含氧环境中容易发生氧化反应，生成氧化铜。
在电化学腐蚀过程中，铜的表面会形成许多直径不等的小鼓包，次层是黑色粉末状溃疡腐蚀坑陷。
三、影响铜电化学腐蚀的因素影响铜电化学腐蚀的因素主要有以下几点：1.环境因素：如空气湿度、温度等。
湿度越高，铜的腐蚀速度越快；温度越高，腐蚀速度也会加快。
2.电解质：铜与电解质接触时，电解质的性质会影响腐蚀速度。
例如，酸性溶液中的腐蚀速度会比碱性溶液快。
3.金属纯度：不纯的金属更容易发生电化学腐蚀。
铜中的杂质如铁、镍等，会降低铜的耐腐蚀性。
4.表面状态：铜表面的状态也会影响腐蚀速度。
如表面有划痕、磨损等，会提高腐蚀速度。
四、铜电化学腐蚀的防护措施为了防止铜的电化学腐蚀，可以采取以下措施：1.表面处理：对铜进行表面处理，如涂覆保护层、电镀等，可以提高铜的耐腐蚀性。
2.控制环境：尽量降低空气湿度，保持环境干燥，可以减缓铜的腐蚀速度。
3.选用耐腐蚀材料：在铜制品的选择上，可以选用含铜量较高、杂质较少的高纯度铜，以提高耐腐蚀性。
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原电池原理金属的电化学腐蚀
一、实验目的
1、理解原电池原理。
2、认识金属的电化学腐蚀的原因。
二、实验说明
（一）、原电池原理
1.实验要求所用电极表面积要大，并且要清洁。
如果锌片或铜片上有杂质，会形成许许多多的微电池，现象就会不明显。
所用的铜片如果有明显的氧化层或已经锈蚀，要用酸洗，以除去氧化物和绿锈，然后用去污粉擦净，再用水冲洗干净。
即使铜片表面看上去是光洁的，也要用去污粉把它擦到发亮，以除去表面的氧化物和油脂等污垢。
锌片使用前最好也用酸洗，然后再用水冲洗干净。
2.实验不难成功，但注意不要引导学生观察锌片在形成原电池前后气泡量的变化。
由于锌片含有杂质和铜极上发生电极极化，一般很难观察到锌片在形成原电池前后气泡量的差别。
观察电流表指针偏转时，应引导学生注意指针偏转的方向，并根据指针偏转的方向来判别电流的方向。
（二）、金属的电化学腐蚀
1．实验要用较长的时间，应提示学生在等候观察现象时，先进行下面的实验。
铁氰化钾溶液遇到Fe2+时会产生蓝色沉淀，因此可用于检验Fe2+的存在。
学生知道这一现象即可，不要求写反应的化学方程式。
2.这三个小实验实际上都运用了原电池反应，应引导学生结合实验，思考实验后的“问题和讨论”。
三、问题和讨论提示：
1.装配原电池时应具备以下条件：必须有两种活动性不同的金属，而且要平行地浸在电解质溶液里，两个电极要用导线连接。
如果用铁片代替锌片做原电池原理实验，铜片的表面几乎没有气泡逸出，说明铁铜原电池中的电流可能较弱，在铜丝的表面观察不到气泡的产生。
如果用导线连接一个电流计，可以观察到电流表的指针发生偏转，表明铁铜原电池中有电流产生。
2.实验结果表明，镀锡铁比镀锌铁容易被腐蚀。
3.实验室制取氢气时，用含有少量杂质的粗锌效果好。
附：Cu—Zn原电池原理实验改进
一、实验前准备工作
（1）将铜片剪成“Cu”字形，并连接导线。
将Cu放入培养皿内的适当位置，用曲别针将导线固定。
（“Cu”字形要尽可能小）
（2）选择不规则的锌粒（甲），用铜导线拴在锌粒的一侧并在锌粒与铜导线接触处用蜡封、在锌粒表面涂一层凡士林油。
同上法将连有锌粒的导线固定在培养皿的另一侧（实验前将锌粒移出）。
二、实验步骤
（1）在培养皿中加入稀H2SO4。
（2）将连有导线的锌粒加入稀H2SO4中。
（3）将两导线相连接，并在稀H2SO4中加入另一锌粒（乙）。
（4）在导线间接灵敏电流计。
（5）将培养皿放在投影仪上可观察到：①在实验（3）（4）步锌粒（甲）表面几乎没有气泡；②纯锌粒（乙）表面气泡与形成原电池时铜片表面气泡对比明显。
三、改进后的优点
该方法仪器简单，操作方便，现象明显，有利于学生对原电池原理的进一步探究，有利于教师突破教学难点。
吸氧腐蚀的演示实验
学习原电池知识后，学生对电化腐蚀中的析氢腐蚀原理容易理解。
对日常生活中钢铁在潮湿空气中容易生锈虽有所了解，但对该现象是吸氧腐蚀、发生了原电池反应却难以理解，若能做以下演示实验，对学生的认知过程会大有益处。
一、实验装置
实验装置见图1，图2。
图1 制取氧气装置图2 吸氧腐蚀演示实验装置
A、B都是用八号铁丝折成W状再锤打成的铁片。
二、实验步骤
1. 先加热制取氧气，用带火星的木条检验。
2．用导管把氧气通入到A处液面内，观察电流计指针偏转，说明吸氧腐蚀产生了电流。
3．再用导管把氧气通入到B处液面内，观察电流计指针逆向偏转，说明电流方向相反。
4．数分钟后，取出A、B两铁片，观察有铁锈生成。
三、说明
1．演示时，水槽中的液体可以是普通水也可以是中性、微酸性或碱性溶液。
2．此实验不受湿度、温度、气压等变化的影响。
此实验的完成，使学生对吸氧腐蚀并产生电流的知识由抽象到直观变得易于理解，而且对金属腐蚀的防护知识（保护层防护、电化学保护）都能理解加深，得以巩固并能应用，为后边的电解原理的学习也打下了基础，若让学生亲自动手又能培养学生创新思维。