原电池原理金属的电化学腐蚀
电化学-原电池原理、化学电源、金属防腐
Fe - 2e— = Fe2+ 2H++2e- =H2↑ O2+2H2O+4e- =4OH—
总反应式
Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
（3）金属防护的几种重要方法
①改变金属内部的组织结构，制成合金。 ②在金属表面覆盖保护层。 ③电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解 池的阴极而受到保护。
例7.市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、碳粉、 木屑和少量氯化钠、水等，热敷袋启用之前用塑料袋密封 使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出 热量，使用完后，会发现有大量的铁锈存在，请回答下列 问题：（1）热敷袋使用时，为什么会放出热量？ （2）碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？ （3）试写出有关的电极反应式和化学方程式。 （1）利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。 （ 2 ）碳粉的主要作用是和铁粉、氯化钠溶液一起构 成原电池，加速铁屑的氧化。氯化钠溶于水，形成了电 解质溶液。 （3）负极：2Fe - 4e-===2 Fe2+， 正极：O2+2H2O +4e- =4OH-， 总反应方程式是：4 Fe+3O2+6H2O=== 4Fe(OH)3
钮扣电池：不锈钢制成一个由正 极壳和负极盖组成的小圆盒，盒 内靠正极一端填充由Ag2O和少量 石墨组成的正极活性材料，负极 盖一端填充锌汞合金作负极活性 材料，电解质溶液为浓KOH溶液， 已知电池内Zn的氧化产物为ZnO.
电化学腐蚀基本原理
4
3
2平衡电位与非平衡电位
Pt, H 2 ( PH 2 ) / H (aH )
气体电极：气体分子或原 子与其离子在电极表面的 平衡共存。
Pt, Cl 2 ( PCl 2 ) / Cl (aCl ) Cl 2 2e 2Cl PCl 2 RT Er E ln 2 2 F a Cl
不锈钢Cr13（钝态） 0.03
铂
0.4
4电位-pH图
2.1 电位-pH图原理
平衡电位：表征物质的氧化还原能力，比较判断电化
学反应的可能性。
Er=f(a,pH), Fe2++2e=Fe
2H2O+O2+4e=4OH-
电位-pH图：电位E/纵坐标-pH/横坐标的电化学平衡
图，创始人Pourbaix,也称为Pourbaix图。
Cr18Ni9不锈钢（钝态）
0.17
铜锌合金（5-10%Zn） -0.10
铜
铜镍合金（30%Ni) 石墨 镍（钝态）
-0.08
-0.02 0.02~0.3 0.05
哈氏合金 0.17 （20%Mo,18%Cr,6%W,7 %Fe)
蒙乃尔
Cr18Ni12Mo3不锈钢（钝态） 银 钛
0.17
0.20 0.12-0.20 0.15-0.20
平衡时：
0 i i i
1原电池金属腐蚀和防护
在空气中的变化： （1）4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 （2）氢氧化铁变成水合氧化铁即铁锈
二、金属的防护： 1、普通方法：隔绝空气、干燥储存 2、在金属表面覆盖保护层(电镀、油漆、钝化等) 3、改变金属结构（如制成不锈钢） 4、电化学保护法（重点！）
牺牲阳极法和外加电流法。
*电化学保护法 (1)牺牲阳极的阴极保护法
并写出电极反应式。
负极：Cu -2e- =Cu2+ 正极：NO3-+e- +2H+ =NO2↑+H2O
稀硫酸 负极:Mg -2e- == Mg2+ 正极：2H++2e-== H2↑
NaOH溶 负极：Al+4OH--3e-=AlO2- + 2H2O 正极：2H2O +2e- =H2↑+2OH-
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
练习3:
1.以下现象与电化学腐蚀无关的是 ( )D A.黄铜（铜锌合金）制做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.铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 D.银质奖牌久置后表面变暗
A中的Cu与Zn、B中的Fe与C、C中的Fe与Cu，它们中的两种 物质与空气水膜形成原电池，其中较活泼的Zn、Fe、Fe作负极 而被腐蚀，A中Cu不生成铜绿，B、C中铁生锈。D中Ag长期在 空气中与硫化氢反应生成了少量Ag2S，而呈黑色。
原电池工作原理、金属电化学腐蚀与防护和化学电源
化学反应与能量
专题十二 考点
化学能与热能、电能
原电池工作原理、金属电化学腐蚀与防护 和化学电源
一、原电池的工作原理 1．概念。 利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。
2．构成。 (1)相对活泼的金属作负极； (2)相对不活泼的金属或非金属导体作正极； (3)插入电解质溶液中； (4)用导线连接构成闭合回路。
解析： 该题考查了原电池的基本工作原理。 该电池的 总反应可写成： Zn＋2H＋ ===Zn2＋＋H2↑，由“负氧正 还”可知铜作正极，是发生还原反应的一极。 答案：BC
解析：图中为铜锌原电池，Zn 作负极，失去电子， 发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋；铜作正极，正极上聚 集电子，
溶液中的 H＋在该电极上得电子发生还原反应，电流 则由铜通过导线流向锌。 答案：B
原电池的工作原理(以 CuZn 稀硫酸原电池为例)
1．原电池是一种电能转化为化学能的装置。(×) [分析] 原电池是一种化学能转化为电能的装置。
5． 氢氧燃料电池中， 通入氧气的一极作电池的负极。 (× ) [ 分析 ] 氢氧燃料电池中，通入燃料气的一极作负
极，通入氧气的一极作正极。
►单项选择题 1．(2012 年 1 月· 广东学考)下列各装置中，不能构成 原电池的是(电解质溶液都为稀硫酸)( )
解析：构成原电池的条件是电解质溶液、两个电极、 闭合回路和存在自发的氧化还原反应， D 项未形成闭合回 路。 答案：D
电化学腐蚀定义与原理
特点
•锌合金（Zn-Al-Cr)阳极开路电位较正，与被 保护钢铁结构的有效电位差只有0.2V左右，保 护时不发生析氢现象，不会造成过保护。 •阳极自腐蚀轻、电流效率高、寿命长，适于 长期使用，所以安装总费用较低。 •与钢铁构件撞击时，没有诱发火花的危险。
★腐蚀体系是否适宜采用阴极保护：测量阴极极 化曲线，确定保护电位及相应的保护电流密度。 再计算保护度，确定是否适宜采用阴极保护。
P276-279
保护参数（碳钢在联碱盐析结晶器溶液中）
保护电位 （nv/sce)
-650 -800 -950 -1000 -1050
保护电流
密度(A/m²) 0 0.28 0.318 0.55 1.27
-0.6
-0.5~ 0.65
-0.95 -1.2
-0.55
-0.45~ 0.6
-0.90 -1.15
-0.5
-0.4~ 0.55
-0.85 -1.1
+0.5
+0.6~ +0.45
+0.15 -0.1
注：（1）比表数据取自1973年8月英国标准研究所制定的阴极保护规范； （2）海水指洁净，并未稀释的海水； （3）铝的阴极保护,电位不能太负,否则会加速腐蚀,产生负保护效应。
－＋
原电池金属的腐蚀与防护PPT
01
02
03
活泼性
金属的活泼性决定了其与 氧气的反应能力，活泼性 越高的金属越容易发生腐 蚀。
合金成分
合金中的不同成分对金属 的耐腐蚀性有显著影响， 一些合金元素能提高金属 的耐腐蚀性。
晶粒结构
金属的晶粒结构对其耐腐 蚀性也有影响，晶粒越细， 金属的耐腐蚀性越好。
金属表面的状态
表面粗糙度
表面粗糙度越高，与氧气 接触的表面积越大，腐蚀 速率越快。
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
环保型防腐蚀技术
针对环境保护的需求，开发环保型防 腐蚀技术是当前的研究重点。例如， 利用生物技术、纳米技术等开发无毒、 无害的防腐蚀材料和工艺，减少对环 境的负面影响。
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原电池金属的腐蚀与防护
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
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。
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NH3
D.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
原电池金属的腐蚀与防护
原电池⾦属的腐蚀与防护
原电池⾦属的腐蚀与防护
〔学习⽬标〕
1、理解原电池原理，掌握组成原电池的条件，能判断原电池的正、负极；
2、能正确书写电极反应⽅程式和总反应⽅程式，会进⾏简单的原电池计算。
3、能够运⽤原电池原理解释⾦属发⽣电化学腐蚀的原因。
4、认识⾦属腐蚀的危害和防护的必要性。
〔知识梳理〕
⼀、原电池
将能转变为能的装置称为原电池。
⼆、原电池的形成条件
1、；
2、；
3、；
4、。
三、电极的名称及判断⽅法
1、电极的名称
负极：发⽣反应的⼀极，电⼦的⼀极；
正极：发⽣反应的⼀极，电⼦的⼀极。
2、电极的判断⽅法
①根据组成原电池两极的电极材料判断
⼀般是为负极，为正极；
②根据电流⽅向或电⼦流动⽅向判断
电流由流向，电⼦由流向；
③根据原电池⾥电解质溶液中离⼦的定向流动⽅向判断
原电池⾥电解质溶液中，向正极移动，向负极移动；
④根据原电池两极发⽣的变化来判断
负极总是发⽣反应，正极总是发⽣反应；
⑤根据现象判断
为负极，或为正极。
四、原电池原理的应⽤
1、⽐较⾦属活动性的强弱，防⽌⾦属的腐蚀；
2、加快氧化还原反应的速率；
3、制造多种多样的化学电源。
五、⾦属的腐蚀与防护
1、⾦属腐蚀是使⾦属成为原电池的负极，⾦属电⼦变为⾦属阳离⼦⽽被腐蚀，且⾦属越越易发⽣电化学腐蚀。
2、⾦属腐蚀的类型有和；如钢铁在潮湿的空⽓中⽣锈属，其电极反应为：负极正极
3、⾦属的防护
⾦属的腐蚀主要是电化学腐蚀，只要破坏了原电池的构成要素就可减少电化学腐蚀的发⽣，常见有以下⼏种⾦属防护⽅法：
(1)让⾦属制品处于的环境。该⽅法破坏了电解质溶液的存在，⾦属不易被腐蚀。
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。
高考化学复习-金属的电化学腐蚀与防护
金属的电化学腐蚀与防护
知识与技能目标
（1）知道金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）。 （2）能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。 （3）掌握化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 （4）掌握影响金属腐蚀快慢的比较 一、金属的电化学腐蚀 （一）金属腐蚀：
1、定义：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
2、本质：M – ne- → Mn+（氧化反应）
3、类型：化学腐蚀——直接反应 电化学腐蚀——原电池反应 （二）化学腐蚀
1、定义：金属与接触到的干燥气体（如 、 、 等）或非电解质液体（如 ）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。如：钢管被原油中的 腐蚀，
2、影响因素：与接触物质的氧化性越强、温度越高，化学腐蚀越 。 （三）电化学腐蚀：
1、定义：不纯的金属跟电解质溶液接触时。会发生 反应 的金属失去电子而被 。如 在潮湿的空气中生锈。
[实验探究]：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图具支试管中，观察导管中
2、类型：
⑴ 吸氧腐蚀：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生 腐蚀。
负极：2Fe - 4e- = 2Fe 2+
正极：O 2 + 2H 2O + 4e-= 4OH -
电池反应：2Fe+ O 2 +2 H 2O =2Fe(OH)2 进一步反应：4Fe(OH)2 +O 2 + 2H 2O = 4 Fe(OH)3
2Fe(OH)3+ x H 2O =Fe 2O 3·xH 2O+3 H 2O ⑵析氢腐蚀：当钢铁处于酸性环境中 负极：Fe - 2e - = Fe 2+
高中化学选修4电化学知识点总结
第四章电化学基础
一、原电池：
1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件：①两个活泼性不同的电极
②电解质溶液
③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路
3、电子流向：外电路：负极——导线——正极
内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应：以锌铜原电池为例：
负极：氧化反应：Zn－2e＝Zn2＋（较活泼金属）
正极：还原反应：2H＋＋2e＝H2↑（较不活泼金属）
总反应式：Zn+2H+=Zn2++H2↑
5、正、负极的判断：
（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。（2）从电子的流动方向：负极流入正极
（3）从电流方向：正极流入负极
（4）根据电解质溶液内离子的移动方向：阳离子流向正极，阴离子流向负极（5）根据实验现象：①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极
二、化学电池
1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池
2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置
3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池
（一）一次电池
1、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等
（二）二次电池
1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应：铅蓄电池
放电：负极（铅）： Pb－2e- ＝PbSO4↓
正极（氧化铅）： PbO2＋4H+＋2e- ＝PbSO4↓＋2H2O
充电：阴极： PbSO4＋2H2O－2e- ＝PbO2＋4H+
阳极： PbSO4＋2e- ＝Pb
两式可以写成一个可逆反应： PbO2＋Pb＋2H2SO4 ⇋ 2PbSO4↓＋2H2O 3、目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池
高中电化学必备知识点归纳_高中电化学必备知识要点
高中电化学必备知识点归纳_高中电化学必备知识要点
高中化学是高中最重要的一门科目之一，为了更好的学习化学，去归纳一些高中化学知识吧！下面就让店铺给大家分享一些高中电化学必备知识点归纳吧，希望能对你有帮助!
高中电化学必备知识点归纳篇一
1、利用原电池原理进行金属的电化学防护
(1)、牺牲阳极的阴极保护法
原理：原电池反应中，负极被腐蚀，正极不变化
应用：在被保护的钢铁设备上装上若干锌块，腐蚀锌块保护钢铁设备
负极：锌块被腐蚀;正极：钢铁设备被保护
(2)、外加电流的阴极保护法
原理：通电，使钢铁设备上积累大量电子，使金属原电池反应产生的电流不能输送，从而防止金属被腐蚀
应用：把被保护的钢铁设备作为阴极，惰性电极作为辅助阳极，均存在于电解质溶液中，
接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累，抑制了钢铁失去电子的反应。
2、改变金属结构：把金属制成防腐的合金
3、把金属与腐蚀性试剂隔开：电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等
(3)金属腐蚀的分类：
化学腐蚀—金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀
电化学腐蚀—金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。高中电化学必备知识点归纳篇二
金属的电化学腐蚀
(1)金属腐蚀内容：
析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出
①条件：潮湿空气中形成的水膜,酸性较强(水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体) ②电极反应：负极: Fe – 2e- = Fe2+
正极: 2H+ + 2e- = H2 ↑
总式：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑
吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气
①条件：中性或弱酸性溶液
金属的电化学腐蚀和保护PPT
化学
析氢腐蚀
RT aH2 ϕ1 =ln 2 ZF aH+
吸氧腐蚀
ϕ2 =ϕ
$ O 2 ,H 2 O,H +
RT 1 ln 2 1/2 2F aH+ ⋅ aO2
易知
2
因为
$ ϕH O,O
2
2
$ =1.229V>ϕH+ ,H， =0 ,H +
ϕ 2 >ϕ 1 。
说明吸氧腐蚀比析氢腐蚀严重得多。 说明吸氧腐蚀比析氢腐百度文库严重得多。
金属的电化学腐蚀和保护
化学
姓名： 学号：
电化学腐蚀概念
化学
金属表面在介质如潮湿空气、 金属表面在介质如潮湿空气、电解质溶液等 中，因形成微电池而发生电化学作用而引起的 腐蚀称作电化学腐蚀。 腐蚀称作电化学腐蚀。
Zn
Pt
金属电化学腐蚀的现象
化学
1
2
3
锈蚀的船体
锈蚀的大桥
锈蚀的铁链
电化学腐蚀主要形式
牺牲阳极的阴极保护法示意图 牺牲阳极的阴极保护法示意图
化学
2．阴极电保护 ． 被保护金属与另一 与另一附加 将被保护金属与另一附加 电极作为电解池的两个极 作为电解池的两个极， 被保护的金属作 电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作 阴极， 为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保 此法主要用于防止土壤、 护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属 设备的腐蚀。 设备的腐蚀。
电化学腐蚀原理
电化学腐蚀
电化学腐蚀就是金属和电解质组成两个电极，组成腐蚀原电池。例如铁和氧，因为铁的电极电位总比氧的电极电位低，所以铁是阳极，遭到腐蚀。
相关原理
金属的腐蚀原理有多种，其中电化学腐蚀是最为广泛的一种。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池(其电极习惯上称阴、阳极，不叫正、负极)。阳极上发生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上发生还原反应，一般只起传递电子的作用。腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层
水膜，因而使空气中，,等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体()以及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行。
(1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时)
电化学腐蚀
负极(Fe)：
正极(杂质)：
电池反应：
由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。
(2)吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时)
负极(Fe)：
正极：
总反应：
由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。
析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的被氧所氧化，生成脱水生成铁锈。
钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。
析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中，而吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中。
金属的电化学腐蚀
金属的电化学腐蚀
金属的电化学腐蚀
1、金属腐蚀：金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起金属损耗的现象。
2、金属腐蚀的本质：都是金属原子失去电子而被氧化的过程。即Mn －e -﹦Mn+。
3、金属腐蚀的分类：
化学腐蚀——金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀电化学腐蚀——不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应。
比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
电化学腐蚀的分类
析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出
①条件：潮湿空气中形成的水膜,酸性较强（水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体）
②电极反应：负极: Fe – 2e- = Fe2+ 正极: 2H+ + 2e- = H2 ↑ 总式：Fe + 2H + = Fe2+ + H2 ↑
吸氧腐蚀——腐蚀过程吸收氧气
①条件：中性或弱酸性溶液
②电极反应：
负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+
正极: O2+4e- +2H2O = 4OH
总式：2Fe + O 2 +2H2O =2 Fe(OH)2
离子方程式：Fe2++2OH-=Fe(OH) 2
生成的Fe(OH)2被空气中的O2氧化，生成Fe(OH)3 ，Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3
Fe(OH)3 脱去一部分水就生成Fe2O3·x H2O（铁锈主要成分）
规律总结：
金属腐蚀的快慢程度：
电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极
金属腐蚀快慢的规律：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＞有防腐措施的腐蚀
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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。