第四章第四节 金属的电化学腐蚀与防护
人教化学选修4第四章第四节 金属的电化学腐蚀和防护(共18张PPT)
上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可
能的是
（D）
A. 它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；
B. 环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被
酸雨溶解洗去；
CD..铜它的们金是属含活一动定性 比比 例氢 金小 、， 银因 、此 锡、不锌宜的被合氧金化；；
改变金属的内部组织结构
防腐
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4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O 6
2、析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
电压
0.204V
1.433V
条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或中性
正极 负极
2H++ 2e- =H2 O2 + 2H2O + 4e-=4OHFe - 2e- = Fe2+
练一练
下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
___(_5__)_>__(_2__)_>__(_1__)_>__(_3__)_>__(_4__)
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12
小结
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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二、金属的电化学防护
2、、牺牲阳极的阴极保护法： P86
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二、金属的电化学防护
3、、外加电源的阴极保护法： P87
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辅助阳极 （不溶性） 16
金属的电化学防护
人教版高中化学选修4课件-第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
图形描述
自主预习
合作探究
目标导航 预习导引 一 二
析氢腐蚀
条件
水膜酸性较强
电 负极 Fe-2e- Fe2+
极 正极 2H++2e- H2↑
反 总反 Fe+2H+
应应
Fe2++H2↑
吸氧腐蚀 水膜酸性较弱或呈中性
2H2O+O2+4e-
2Fe+2H2O+O2 2Fe(OH)2
4OH-
自主预习
电化学防护的实质是什么? 提示:电化学防护的实质是把被保护的金属作原电池的正极或 电解池的阴极,不参与电极反应,从而不被氧化。
自主预习
合作探究
知识梳理 典例透析
一二三
一、化学腐蚀与电化学腐蚀的区别和联系
化学腐蚀
电化学腐蚀(主要)
金属与接触到的物质 定 (一般是非电解质或单 义 质)直接发生化学反应
自主预习
合作探究
知识梳理 典例透析
知识点1 知识点2 知识点3
金属的电化学腐蚀原理 【例题1】 铜制品上的铝质铆钉,在潮湿的空气中易腐蚀的主要 原因可描述为( ) A.形成原电池,铝作负极 B.形成原电池,铜作负极 C.形成原电池时,电流由铝流向铜 D.铝质铆钉发生了化学腐蚀 解析:电化学腐蚀与化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池 反应。铝质铆钉上发生的是电化学腐蚀,铝比铜活泼,故金属铝是 负极;电流的流动方向与电子的流动方向恰好相反,应是由铜流向 铝。 答案:A
自主预习
合作探究
知识梳理 典例透析
知识点1 知识点2 知识点3
解析:A项中涂层破损后,铁直接暴露在空气中,因而搪瓷层不能 对破损部分进行保护;B项中镀层破损后由于锌的金属性比铁强,和 铁构成原电池,锌作负极,保护铁不被腐蚀;C选项应是牺牲阳极的 阴极保护法;D项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。
高中化学 第四章 第4节 金属的电化学腐蚀与防护课件
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式 为：
正极：_____________________________________________ __________________________，
负极：_____________________________________________ _________________________。
答案：D
要点二 金属腐蚀快慢的判断以及金属的防护 1.电解池中的阳极铁和Cu—Fe—稀H2SO4原电池中的负极
铁相比较，哪种腐蚀更快？ 2.轮船上，采用牺牲阳极的阴极保护法与钢闸门采用的外
加电流的阴极保护法相比，哪种防护对铁的保护作用更强？
1．金属腐蚀快慢的判断方法 (1)在同一电解质溶液中：电解池原理引起的阳极腐蚀>原 电池原理引起的负极腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。 (2)同一种金属在相同浓度不同介质中腐蚀由快到慢的顺序 为：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)有无保护措施的腐蚀快慢顺序：无保护措施的金属腐蚀 >有一定保护措施的金属腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法引起的金 属腐蚀>有外加电流的阴极保护法引起的金属腐蚀。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀 越快。
2．金属的防护方法
钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世 界钢铁年产量的四分之一。
A．生铁块中的碳是原电池的正极 B．红墨水柱两边的液面变为左低右高 C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－===Fe2＋ D．a 试管中发生了吸氧腐蚀，b 试管中发生了析氢腐蚀
【思路启迪】
【解析】 a 为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气 体压强减小；b 中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体 压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故 B 项错。
化学选修四4-4金属的电化学腐蚀与防护
(2)铁锅锈蚀的电极反应方程式为：
负极 2Fe- 4e- =2Fe2+ ，正极2H2O+O2+4e-=4OH-。 正、负极电极反应的产物会继续发生反应，反应的离
子方程式或化学方程式为
2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe(OH)2、 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝
4Fe(OH)3
2Fe(OH)3＝Fe2O3·xH2O＋(x－3)H2O
电化 学
防护
应用
牺牲阳极的 阴极保护法
一些钢铁设备如锅炉 内壁、船体外壳等装
上镁合金或锌片
外加电流的 阴极保护法
土壤、海水及水中的 金属设备
实例
示意 图
●案例精析
【例1】关于金属腐蚀的叙述中，正确的是( C )
A．金属被腐蚀的本质是M＋nH2O＝M(OH)n＋ n/2H2↑
B．马口铁(锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是 镀层被氧化
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．生铁比纯铁芯(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(纯银制成)久置后表面变暗
以下现象与电化学腐蚀无关的是( D ) A．镀锡铁器比镀锌铁器表面破损时更易被腐
蚀
B．生铁比纯铁容易生锈 C．镶有相邻的银牙和金牙容易引起头痛 D．输送氯气的钢管易被氯气腐蚀
(2)钢铁吸氧腐蚀的原理：
在潮湿的空气中，钢铁表面溶解有氧气，它与钢 铁中的碳和铁形成了原电池。这些微小的原电池 遍布钢铁表面。
负极(Fe)：2Fe－4e－＝2Fe2＋(氧化反应)
正极(C)：2H2O＋O2＋4e－＝4OH－(还原反应) 总反应：2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe(OH)2 Fe(OH)2继续与空气中的O2作用，生成Fe(OH)3， 再生成铁锈。
精讲精析 第四章_第4节_金属的电化学腐蚀与防护
第四节 金属的电化学腐蚀与防护重难点一 化学腐蚀和电化学腐蚀的联系和区别重难点二 判断金属腐蚀快慢的规律1．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(电解原理的防护>原电池原理的防护)2．对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液3．活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。
4．对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
例1 下列说法正确的是( )A ．钢铁因含杂质而易发生腐蚀，所以合金都不耐腐蚀B ．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故其不能用来减缓金属的腐蚀C ．金属发生化学腐蚀还是电化学腐蚀的主要区别在于金属的纯度不同D ．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化解析金属通过改变内部结构制成合金可耐腐蚀，A错误；牺牲阳极的阴极保护法是利用原电池反应保护金属制品，B错误；决定金属腐蚀类型的因素是周围的环境，C错误。
例2下图中，铁腐蚀由快到慢的顺序为(电解质溶液为水)__________。
答案⑤>④>①>②>③>⑥解析首先判断各装置所形成的是原电池还是电解池，然后根据金属Fe腐蚀的实质再结合电化学原理和金属的电化学保护法分析腐蚀的快慢。
①中由于水中溶解了氧气，铁与杂质碳会形成原电池，发生电化学腐蚀；②中铁在油中，氧气难以溶解，无电解质溶液，不能形成原电池；③、④都形成原电池，但③中铁为正极，受到保护；④中铁为负极，被氧化；⑤、⑥都形成了电解池；⑤中铁与电源的正极相连，作阳极，氧化速率加快；⑥中铁与电源的负极相连，作阴极，受到保护。
所以铁腐蚀由快到慢的顺序为⑤>④>①>②>③>⑥。
例3钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为：正极：__________________________________________________________________，负极：__________________________________________________________________。
金属的电化学腐蚀与防护
防腐措施由好到坏的顺序如下：
外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护 法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件
①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。 ②在金属表面覆盖保护层。 ③改变金属内部的组成结构，制成合金。
自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?
镀铬
烤蓝 烤漆
涂机油
涂凡士林
镀锌
4.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是：
。
(5)>(2)>(1)>(3)>(4)
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：
第四章 电化学基础
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
金属的腐蚀在生活中非常普遍
钢铁生锈
中国航天工业总公司第三十一研究所近日公布了一组数据：
全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈. 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约100000亿美元， 我国钢铁腐蚀经济损失高达2800亿人民币.
一、金属的腐蚀 1、什么是金属腐蚀？ 指金属或合金与周围接触到的气体或液体进 行化学反应而腐蚀损耗的过程。
二、金属的防护 1、原理 防止金属失电子 2、电化学防护
⑴ 牺牲阳极保护法 形成原电池 反应时，让 被保护金属 做正极，活 泼金属做负 极。
⑵.外加电流的阴极保护法 将被保护金 属作为电解池 的阴极，另一 导电物质作为 阳极，在外加 直流电的作用 下使阴极得到 保护。
辅助阳极 （石墨）
3.金属的常见防护方法 ⑴.在金属表面覆盖保护层。
Fe-2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2
2H++Fe=Fe2++H
金属的电化学腐蚀与防护教案示范三篇
金属的电化学腐蚀与防护教案示范三篇金属的电化学腐蚀与防护教案1教材分析：本节课程是高中化学的第四章第四节，着重介绍了金属的电化学腐蚀和防护的基础概念、原理和方法。
教材主要内容包括金属腐蚀的原因、腐蚀过程和类型，腐蚀的防护措施，以及防护材料的种类和应用。
教学目标：1. 理解金属腐蚀的原理和分类，知道何种因素引起腐蚀。
2. 了解金属腐蚀的过程，掌握腐蚀程度的判断方法。
3. 掌握金属的防腐方法，包括阳极保护、阴极保护、涂层保护等。
4. 了解防腐材料的种类和特点，学会正确使用防腐涂料。
5. 培养学生创新思维和探究精神，鼓励学生从职业方向出发，对未来进行规划和预测。
教学重点：1. 腐蚀的种类和原理；2. 防腐的措施和方法；3. 金属腐蚀评价和防腐涂料选用的标准。
教学难点：1. 腐蚀的电化学原理，包括阳极、阴极和电解质的反应过程。
2. 不同金属在不同环境下腐蚀的机理及防止腐蚀的方法；3. 防腐涂料的选用，涂层的厚度和附着力的衡量方法。
学情分析：本节课程是高中化学中的选修内容，通常在年级较高，化学基础知识相对扎实的学生中教授。
学生应该已经在前面的章节中学习了电化学的基础知识，如电极反应等，有一定的认知基础。
但对于电解质的种类、腐蚀机制等知识掌握不深刻。
部分学生可能没有接触过防腐涂料及防腐涂料的应用，在实验操作上可能需要师生合作互动。
教学策略：1. 采用启发式教学法，引导学生通过实验和讨论理解腐蚀的机理和防护原理。
2. 通过引导学生进行实际问题分析，提高学生独立思考和判断能力。
3. 通过研究具体的防腐实践案例，引导学生理解和掌握防腐的科学方法和实用技术。
4. 通过实验和模拟仿真，激发学生的探索精神和创新意识。
5. 课后安排相关的实验练习以及习题训练，巩固学生所学知识和应用能力。
教学方法：1. 课堂讲授结合视听、图像等多媒体资源，生动直观展示相应的实验现象及防腐涂料的应用例子等；2. 小组讨论及实验操作，寻找金属腐蚀的规律；3. 仿真实验、实物展示等多种方式交替使用，提高学生的学习兴趣和深度；4. 队伍合作、个人发现等多元化学习方式，培养学生的能力和探究意识。
金属的电化学腐蚀与防护
1、原理 防止金属失电子 2、电化学防护 ⑴ 牺牲阳极保护法
（原电池原理）
形成原电池反应时， 负极材料很快被腐蚀， 而正极材料不容易被 腐蚀（被保护）。
⑵.外加电流的阴极保护法 电解池原理 将被保护金属作为 电解池的阴极，另一 导电物质作为阳极， 在外加直流电的作用 下使阴极得到保护。 辅助阳极 （石墨）
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：
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
防腐措施由好到坏的顺序如下：
外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护 法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件
金属的电化学防护
上述各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的
顺序是 5、2、1、3、4 。
金属的电化学防护
小结：电解池及原电池的应用----金属的防护
1）金属腐蚀快慢的判断 ①电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀> 化学腐蚀> 有防腐蚀措施的腐蚀 ②同一种金属的腐蚀：
强电解质>弱电解质>非电解质 2）金属的防护方法
①改变金属内部结构 ②覆盖保护层 ③电化学保护法 外加电源的阴极保护法 牺牲阳极的阴极保护法
钢铁的腐蚀
吸氧腐蚀 析氢腐蚀
发生 钢铁表面吸附的水膜中溶有O2 并呈 钢铁表面吸附的水膜呈现较 （ O ） 条件 极弱酸性或中性，反应中 强酸性。反应时有 H2 2 得电子被还原为 OH
。
析出。
负 极 电极 反应 正 极
2Fe-4e-＝2Fe2＋ O2+2H2O+4e-=4OH-
Fe-2e-＝Fe2＋ 2H++2e-=H2
金属的电化学防护
思考与交流：根据你的所学知识以及生活经历，说说 金属有哪些防护方法？ 1、改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力 （不锈钢、青铜器） 2、在金属表面覆盖保护层 （1）涂矿物质油脂，油漆或覆盖搪瓷塑料。 （2）镀抗蚀金属－－电镀、热镀、喷镀法。 （3）用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜。 3、电化学保护法 牺牲阳极的阴极保护法 (轮船船身上的锌块、地下钢铁管道接镁块)
最新化学人教版选修4第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护
2．对同一种金属的腐蚀：强电解质溶液>弱电解质溶液> 非电解质溶液；同一种电解质溶液时，电解质溶液浓度越大， 腐蚀越快。
3．活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，活泼性强的 金属腐蚀越快。
[例 4]为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金 属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再 放置于玻璃钟罩里保存一星期后，下列对实验结束时现象描述
方法 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法
定义
利用原电池原理，让被保护 的金属作正极，另一种较活 泼的金属作负极
让被保护的金属作阴极，用 惰性电极作辅助阳极，两种 电极存在于电解质溶液中， 接外加直流电源
原理
原电池原理
电解原理
被保护 金属
作正极
作阴极
构成
被保护金属、比被保护金属 被保护金属、惰性电极及直
(3)加保护层：如涂油脂、喷漆、镀层、表面钝化等。 (4)改变内部结构：制成耐腐蚀的合金，如制不锈钢、耐酸 钢等。
(5)电化学防护法：如在钢铁的船体上焊接上较活泼的金属 锌板。
[例 3]下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用 的是( )。
①金属表面涂抹油漆；②改变金属内部结构；③保持金属 表面清洁干燥；④金属表面进行电镀；⑤使金属表面形成致密
的氧化物薄膜。
A．①②③④
B．①③④⑤
C．①②④⑤
D．全部
点拨：金属的防护方法是根据金属被腐蚀的条件提出的，
只是能破坏或隔离金属被腐蚀的条件，或者使金属的内部结构
改变而产生抗腐蚀的能力，就能达到保护作用。 答案：D
方法指津 判断金属腐蚀快慢的规律 1．电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐
人教版高中化学选修四第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护
第四节金属的电化学腐蚀与防护[核心素养发展目标] 1.科学探究与创新意识：通过实验科学探究金属腐蚀的本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。
2.科学态度与社会责任：认识金属腐蚀产生的危害和影响，树立防止金属腐蚀的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方法。
一、金属的腐蚀1．金属的腐蚀(1)概念：金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
其实质是金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。
(2)根据与金属接触的气体或液体物质不同，金属腐蚀可分为两类：①化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
腐蚀的速率随温度升高而加快。
②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。
2．钢铁的电化学腐蚀根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同，钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀：(1)析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，腐蚀过程中有氢气放出。
①负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋；②正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；③总反应方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
(2)吸氧腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液呈中性或呈弱酸性并溶有一定量的氧气时，将会发生吸氧腐蚀。
①负极反应式为2Fe－4e－===2Fe2＋；②正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－；③总反应方程式为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。
铁锈(Fe2O3·x H2O)的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·x H2O＋(3－x)H2O。
(1)化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大。
(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。
选修四第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护
第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护一、金属的腐蚀1. 金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生反应而腐蚀损耗的过程。
ne-⑴金属腐蚀的本质：金属原子金属阳离子M —ne- →M n+（反应）二、化学腐蚀与电化学腐蚀的区别化学腐蚀电化学腐蚀共同点M – xe- = M x+ M – xe- = M x+不同点(1)金属与氧化剂直接得失电子利用原电池原理得失电子(2)反应中不伴随电流的产生反应中伴随电流的产生(3)金属被氧化活泼金属被氧化电化学腐蚀是指________金属跟________溶液接触时，发生_________反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫电化学腐蚀。
⑴析氢腐蚀：当钢铁处于酸性环境中负极：正极：总反应：Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑⑵吸氧腐蚀：中性或酸性很弱条件下负极：正极：总反应：2Fe+ O2 +2 H2O =2Fe(OH)2生成的Fe(OH)2被空气中的O2氧化，形成Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水就生成______，它是铁锈的主要成分。
二、金属的电化学防护1. 牺牲阳极的阴极保护法2. 外加电流的阴极保护法3. 金属防护的几种重要方法⑴在金属表面覆盖保护层。
⑵改变金属内部的组成结构，制成合金。
⑶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。
练一练：1、如右图所示，铁处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中，铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是（填序号） 。
2、下列各情况，Fe 片被腐蚀由快到慢的是巩固提高：1．下列叙述中正确的是 （ ）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Fe 2O 3·H 2OA. 都正确B. ①③C. ①D. ②③2．X 、Y 、Z 、M 代表四种金属，金属X 和Z 用导线连接放入稀硫酸中时，X 溶解，Z 极上 有氢气放出；若电解Y 2+离子和Z 2+离子共存的溶液时，Y 先析出；又知M 2+离子的氧化性 强于Y 2+离子。
第四章第四节 金属的电化学腐蚀与防护
联系
1、埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况 下被腐蚀速率最慢的是 ( C ) A．在潮湿疏松的土壤中 B．在含铁元素较多的酸性土壤中 C．在干燥致密不透气的土壤中 D．在含碳较多的潮湿透气的中性土壤
发生的 条件 电流
本质
金属与接触 物直接反应
无电流Байду номын сангаас生 金属被腐蚀
相互 关系
较活泼金属被 腐蚀 两者往往同时发生，但电化 腐蚀更普遍。
化学腐蚀：
升温可加快金 属腐蚀
家用燃气灶的中心 部位很容易生锈
食品罐头放在南极80 多年了，却很少生锈
海边的铁制品比较容易生锈
一、电化学腐蚀
钢铁表面形成的微小原电池示意图
2、金属的防护方法 常见的金属的防护有哪些方法？
(1)在金属表面覆盖保护层
A. 涂矿物质油脂、油漆或覆盖搪瓷塑料 B. 镀抗蚀金属－电镀、热镀、喷镀法 C. 用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜， 如烤蓝 (2)改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力
如制成不锈钢。
自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?
4、下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间 (4)>(2)>(1)>(3) 。 后腐蚀速率由慢到快的顺序是：
3、一般可用下列原则判断： 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。 同一种金属腐蚀：强电解质溶液＞弱电解 质溶液＞非电解质溶液。
5、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的 顺序是： (5)>(2)>(1)>(3)>(4) 。
外加电流的阴极保护法： 将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极， 用惰性电极做辅助阳极，在外加直流电作用下， 电子被迫流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面 的腐蚀电流降至零或接近等于零。
高中化学 人教版选修4 课件：第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护(33张PPT)
栏 目 链 接
解析：金属腐蚀的实质是金属失去电子而损耗的过程，
故A正确；金属的化学腐蚀是金属和氧化性物质之间的氧化 还原反应，金属失电子而氧化剂得电子，电子由金属直接 转移给氧化剂，所以无电流产生，B正确；金属的腐蚀主要 是电化学腐蚀中吸氧腐蚀，D正确；金属发生化学腐蚀在酸 性条件下可以发生，在较强的氧化剂中也可以发生，C错误。 答案：C
(2) 同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为： 强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。
(3) 有无保护措施的：无保护措施的金属腐蚀＞有一定 保护措施的金属腐蚀＞牺牲阳极的阴极金属的腐蚀＞有外接 电源的阴极金属腐蚀。 (4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐 蚀越快。
栏 目 链 接
栏 目 链 接
要点二
金属的电化学防护
1．牺牲阳极的阴极保护法 原电池 原理，让被保护金属作________ 正极 ，另找一 应用________ 较强 的金属作________ 负极 。 种活泼性________
2．外加电流的阴极保护法
电解 原理，把被保护的钢铁设备作为________ 阴 极， 利用______ 阳 用惰性电极作为辅助________ 极。在电解质溶液里，接外加 直流 ________ 电源。
栏 目 链 接
哪种腐蚀为主？
提示：由于钢铁通常所处的外部环境干燥度较低，氧气
的存在又比较广泛，且原电池反应比一般的氧化还原反应速 率高，所以钢铁主要是电化学腐蚀，其次为化学腐蚀，又因 为钢铁表面一般不会遇到酸性较强的溶液。
人教化学选修4第四章第4节金属的电化学腐蚀与防护
二.金属的防护
牺牲阳极的阴极保护法
1.电化学保护法
外加电流的阴极保护法
2.在金属表面覆盖保护层 3.改变金属的内部组织结构(内因)
课堂练习
1、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，则溶液呈中性或碱 性，发生吸氧
腐蚀,电极反应式为：
健身器材刷油漆
衣架和电线外面包上一层塑料层
某些工具的“机械转动部位” 涂上油脂
3.金属的常见其它防护方法
⑴.在金属表面覆盖保护层
例如：采用喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面 钝化等其他方法使金属与空气、水等物质隔离， 以防止金属腐蚀
在钢铁中加入一定比例的铬和镍，改变钢铁 内部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁 抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”(合
二、金属的防护
原理：防止金属失电子
1、电化学防护 ⑴ 牺牲阳极的阴极保护法
问题引导下的再学习
形成原电池反应时，让被
保护金属做正极，活泼金 钢
属作负极受到腐蚀
闸
门
海水
锌 板
负极：锌板 正极：钢闸门
P87用实验验证牺牲阳极的阴极保护 法
实验原理; Fe2+与[Fe(CN)6]3-反应生成带有特
征蓝色的铁氰化亚铁沉淀:
电化学腐蚀
化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体（如 SO2、Cl2、O2等）或非电解质液体（如 石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
电化学腐蚀：不纯的金属与电解质溶液 接触时，会发生原电池反应，比较活泼 的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。
化学腐蚀和电化学腐蚀的区别与联系
化学腐蚀
人教版化学选修四 第四章第四节 金属的电化学腐蚀及防护
【练习】1、下列装置中四块相同的Zn片， 放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序 是(_4_)_>__( _2_)_>_(__1_)_>_(_3__) _______
2.为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的 方法是( AD ) A、与直流电源负极相连接 B、与直流电源的正极相连接 C、与铜板相连接 D、与锌板相连接
一、什么是金属腐蚀？其本质是什么？ 1. 概念：金属与周围的气体或液体物质发生氧化 还原反应而引起损耗的现象
2. 本质： 金属原子失去电子被氧化的过程 二、金属腐蚀的类型 1.化学腐蚀: 金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2 SO2等) 或非电解液(如石油)等直接发生反应而引 起的腐蚀
2.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，比较活泼的金属失电子而被 氧化的腐蚀
Fe + 2 H+ == Fe2++ H2↑
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3 ·nH2O （铁锈）
联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
1．如图所示，甲、乙两试管中各放一枚 铁钉，甲试管中为NaCl溶液，乙试管为 NH4Cl溶液(溶液呈弱酸性).数天后观察到 的现象是 Fe被腐蚀,U型管中甲端的液面高于乙端的液面，
排在H后面的金属发生电化学腐蚀只发生吸氧腐蚀
三、电化学腐蚀(金属腐蚀)的分类 2. 吸氧腐蚀 【条件】水膜呈中性或弱酸 性或碱性
负极：2Fe - 4e- = 2Fe2+
正极：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH电池反应：2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2 进一步：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
新人教版化学选修4第四章第四节《金属的电化学腐蚀和防护》
二、金属的电化学防护：
1、牺牲阳极的阴极保护法 原理 ： 形成原电池反应时，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。
牺牲阳极的阴极保护法
用牺牲锌块的方法保护 船身，锌块须定期更换
用牺牲镁块的方法防 地下钢铁管道的腐蚀 镁块必须要定期更换
2、外加电流法 原理 ：将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极， 使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下 使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及 水中金属设备的腐蚀。
钢铁腐蚀：
钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀 条 件 水膜呈酸性。 吸氧腐蚀 水膜呈中性或酸性很弱。
电 负极：Fe Fe−2e=Fe2+ 2Fe−4e=2Fe2+ 极 ++2e=H ↑ 2H O +2H O+4e=4OH 正极： C 2 2 2 反 应 总反应： Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
千年不锈之谜
1965年冬天，在湖北省望山楚墓群中，出土了传说中的越王勾践剑。越王 勾践剑的含铜量约为80%-83%、含锡量约为16%-17%。该剑出土时插在 髹漆的木质剑鞘内。这座墓葬深埋在数米的地下，墓室四周用白膏泥填塞， 其下部采用的还是经过人工淘洗过的白膏泥，致密性更好。加上墓坑上部 填土夯实，墓室几乎成了一个密闭的空间。墓处在现代荆州附近的漳河二 干渠上，地下水位较高，该墓的墓室曾经长期被地下水浸泡，地下水酸碱 性不大，基本上为中性，这从该墓出土的大量精美的漆木器保存情况较好 而得到证实。让人惊奇的是，这把青铜宝剑穿越了两千多年的历史长河， 但剑身几乎不见锈斑。它千年不锈的原因到底是什么呢？ 在古代墓葬中，青铜器发生锈蚀的途径一般说来有这样几条：在潮湿的条 件下，有空气或氧气存在时，发生锈蚀，生成铜盐；在潮湿的条件下与贵 重金属(如金、银等)接触，产生电化学腐蚀；与硫或含有硫的物质接触， 生成铜的硫化物等。
【化学】人教版选修4 第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护
(2)外加电流的阴极保护法：让被保护的金属作______ 阴极 ，用
阳极 ，两种电极存在于电解质溶液中，接外 惰性电极作辅助______
直流电源 。如钢铁闸门的保护。 加__________
6．金属的防腐蚀方法有电化学防腐蚀、制成防腐的合金 ________________、 电镀 、喷镀或表面钝化等。 ________ ________、________ 喷油漆 、涂油脂
(2)类型：根据与金属接触的气体或液体物质的不同，腐蚀
类型分为__________ 化学腐蚀 和____________ 电化学腐蚀 。
(3)本质：金属原子____________ 而被______ 氧化 的过程。 失去电子
3．化学腐蚀：金属与接触到的_________( 干燥气体 如 O2、Cl2、SO2
2.金属防护的常用方法 根据金属的化学腐蚀及电化学腐蚀原理，可以采取以下措 施保护金属： (1)除杂质：对金属做必要的精炼，以减少其中能导电的不 活泼杂质。 (2)及时保养：减少金属与腐蚀性气体、电解质溶液、潮湿 气体的接触。 (3)加保护层：如涂油脂、喷漆、镀层、表面钝化等。
(4)改变内部结构：制成耐腐蚀的合金，如制不锈钢、耐酸 钢等。 (5)电化学防护法：如在钢铁的船体上焊接上较活泼的金属 锌板。
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
1．下列叙述与金属的腐蚀和防护无关的是( D )。
A．海边道路的金属护栏极易生锈
B．居民楼窗外装的防盗网通常涂上油漆
C．很多金属制品外表会覆盖一层塑料
D．金属铁被熔化，与其他金属制成合金
2．金属腐蚀。 (1) 定义：金属或合金与周围的______ 气体 或______ 液体 物质发生 ________________ 氧化还原反应 而引起损耗的现象。
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第四章 电化学基础 第四节 金属的电化学腐蚀与防护
【学习目标】
1．了解金属腐蚀的危害及金属发生电化学腐蚀的原因； 2．了解金属腐蚀的种类，发生腐蚀的反应式的书写；
【重点】解释金属发生电化学腐蚀的原因 【难点】掌握化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
1、依据预习案通读教材进行知识梳理，熟记课本基础知识。
2、认真完成自测，将预习中不能解决的问题标记并填到我的疑惑处。
查阅资料，补充完善。
3、限时20分钟，独立完成。
I 、知识准备
惰性电极电解饱和食盐水的反应方程式
电镀时 作阴极， 作阳极，用 作电解质溶液。
电解精炼铜时： 作阳极， 作阴极， 用 作电解质溶液。
II 、教材辅助
【知识梳理】
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 反应而腐蚀损耗的过程。
2、本质：M – n e- → M n+（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
两种腐蚀往往 发生，但 腐蚀更普遍，速度更快，危害更严重。
（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有关和温度越高，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。
2、类型：(以钢铁腐蚀为例) （1）、析氢腐蚀 (酸性较强的溶液)
负极: 正极:
总方程式：
（2）、 吸氧腐蚀 (碱性、中性或弱酸性溶液) 负极: 正极:
总方程式：
Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用： 铁锈的主要成分是 ， 阻止钢铁继续腐蚀。
（能、不能） 二、金属的防护 1、金属的防护： ⑴ 覆盖保护膜（涂油漆，电镀，钝化等） ⑵ 改变金属的内部结构（钢→不锈钢，在钢中加入镍和铬） 2、电化学保护 ⑴ 牺牲阳极的阴极保护法（较活泼金属作 极，钢铁作 极被保护） 原电池的负极（也称为阳极）的金属被腐蚀 原电池的正极（也称为阴极）的金属被保护 ①原理：形成原电池反应时，让被保护金属做 极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。
III 、预习自测; 1下列有关纯铁的描述正确的是 （ ） A ．熔点比生铁的低 B ．与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快 C ．在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀 D ．在冷的浓硫酸中可钝化 2、随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是 （ ） A 、利用电池外壳的金属材料 B 、防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C 、不使电池中渗出的电解液腐蚀其他物品 D 、回收其中石墨电极 请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决
I 、学始于疑—我思考 我收获 II 、质疑探究—质疑解疑 合作探究
例1：以钢铁为例
【归纳总结】
【针对训练】
下列叙述不正确的是 （ ） A ．金属的电化腐蚀比化学腐蚀普遍 B ．钢铁在干燥空气里不易腐蚀
C ．用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀
D ．原电池中电子由正极流入负极
问题2：电化学保护原理和方法有哪些？
【针对训练】
为了防止轮船船体的腐蚀，应在船壳水线以下位置嵌上一定数量的 （ ）
A ．铜块
B ．铅块
C ．锌块
D ．钠块
【归纳总结】
Ⅲ、我的知识网络图—归纳总结 串联整合
Ⅳ、当堂检测——有效训练、反馈矫正
1. 下列各变化中属于原电池反应的是 （ ） A ．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B ．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C ．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层D ．浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜 2、下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 （ ） A. 纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B. 当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C. 在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
D. 可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
我的收获：
1、下列叙述中正确的是
（ ）
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 Fe 2O 3 · H 2O
A. 都正确
B. ①③
C. ①
D. ②③
2、下列事实不能用电化学原理解释的是 （ ）
A.常温条件下，在空气中铝不容易被腐蚀
B.镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐蚀
C.用锌与硫酸制氢气时往硫酸中滴少量硫酸铜
D.远洋海轮的尾部装一定数量的锌板
3、下列事实不能用电化学理论解释的是 （ ）
A.轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块
B.铝片不用特殊方法保存
C.纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后速率加快
D.镀锌的铁比镀锡的铁耐用
4、下列情况下，埋在地下的输油铸铁管道被腐蚀最慢的是 （ ）A. 潮湿疏松透气的土壤中 B. 含铁元素较多的酸性土壤中
C. 干燥致密不透气的土壤中
D. 含碳量较高，潮湿透气的中性土壤中
5、 为了使埋在地下的钢管不易生锈，设计了如下几种方案，将钢管① 用导线与铅板连接 ② 用导线与锌板连接 ③ 用导线与碳棒连接 ④ 与直流电源负极连接 ⑤ 直流电源正极连接，其中
可采取的方法是 （ ） A. ②④ B. ①④ C. ②③ D. ①⑤
6、钢铁在锈蚀过程中，下列5种变化可能发生的是 （ ）
①Fe 由+2价转化为+3价 ②O 2被还原 ③产生H 2
④F e (O H )3失水形成Fe 2O 3· H 2O ⑤杂质碳被氧化除去
A. ①②
B. ③④
C. ①②③④
D. ①②③④⑤
7、 下列关于实验现象的描述不正确．．．的是 （ ） A ．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡 B ．用锌片做阳极，铁片做做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌 C ．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁 D ．把锌粒放入盛有盐酸的试管，加入几滴CuCl 2溶液，气泡放出速率加快 8、为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是 （ ）
A. 在精密机床的铁床上安装铜螺钉
B. 在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中
C. 在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里
D. 在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极 9、（2009北京）下列叙述不正确．．．
的是 （ ） A ．铁表面镀锌，铁作阳极
B ．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C ．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O 2 + 2H 2O + 4e-= 4OH -
D ．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl - -- 2e - = Cl 2
8、下列防腐措施中，利用原电池反应使主要金属得到保护的是 （ ） A. 用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜 B 金属表面喷漆 C. 在金属中加入一些铬或镍制成合金 D. 在轮船的壳体水线以下部分装上锌锭 10、利用生活中常见的材料可以制作出一些有实际应用价值的装置来，如废铝罐和碳棒、食盐水等
材料制作用于驱动玩具的电池。
上述电池工作时，有关说法正确的是( )
A ．铝罐将逐渐被腐蚀
B ．碳棒上发生的反应为：O 2＋4e －===2O 2－
C ．碳棒应与玩具电机的负极相连
D ．该电池工作一段时间后碳棒的质量会减轻
11、右图装置中，U 型管内为红墨水，a 、b 试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶
液，各加入生铁块，放置一段时间。
下列有关描述错误的是
（ ）
A ．生铁块中的碳是原电池的正极
B ．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C ．两试管中相同的电极反应式是： Fe - 2e - = Fe 2+
D ．a 试管中发生了吸氧腐蚀，b 试管中发生了析氢腐蚀
12、 如图所示，烧杯中都盛有稀硫酸
（1）中反应的离子方程式为_____________________
（2）中反应的电极反应：Fe ：_____________________，Sn ：_____________________，Sn 极附
近溶液的pH___________（填―增大‖、―减小‖或―不变‖） （3）中被腐蚀的金属是___________， 其电极反应式为_____________________
比较图（1）（2）（3）中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是_________。