选修4 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 金属的电化学腐蚀与防护(共34张PPT)
牺牲阳极的阴极保护法 外加直流电源的阴极保护法
金属的电化学防护
1.牺牲阳极的阴极保护法 原理： 形成原电池时，让被保护金属作正极(阴极)， 不反应受到保护；而活泼金属作负极(阳极)， 反应受到腐蚀。
牺牲阳极的阴极保护法
2.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
(3)同一种金属的腐蚀：在强电解质中____>__
弱电解质中 > 非电解质中。 (4)一般说来：原电池原理引起的腐蚀
> 化学
腐蚀 > 有防腐措施的腐蚀。
1.钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是( A ) ① Fe由单质转化为+2价； ② Fe由+2价转化为+3价； ③ 产生氢气； ④产生氧气； ⑤ 杂质C被氧化除去； ⑥ Fe（OH）3失水变成Fe2O3·3H2O. A.①②③⑥ B.①③④ C.只有①③ D.全部
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
3.以下现象与电化学腐蚀无关的是（ D ） A.黄铜(铜锌合金)制作的锣不易产生铜绿 B.生铁比纯铁容易生锈 C.铁质配件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 D.银质物品久置表面变暗
教学过程：金属的电化学腐蚀
阅读课本回答以下问题： 1.什么是金属腐蚀？其本质是什么？ 2.金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，两者有何 不同？
金属的腐蚀
金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反 应而引起损耗的现象。 其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。 M - ne- → Mn+
化学腐蚀
金属跟接触到的干燥气体（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。
人教化学选修4第4章第4节 金属的电化学腐蚀与防护
电流 无电流产生
有电流产生
本质 金属被腐蚀
较活泼金属被腐蚀
相互 电化学关腐系蚀比化学腐蚀要普遍得多，腐蚀速度也快很多
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)
化学腐蚀和电化学腐蚀的比较
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件 金属跟接触的 不纯金属或合金跟
物质反应
电解质溶液接触
现象 不产生电流 有微弱的电流产生
反应 金属被氧化
较活泼的金属被氧 化
相互 化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生，
关系
但电化学腐蚀更普遍
海边的铁制品比较容易生锈。 江底隧道的金属原件比较容易生锈。
干燥的铁制品不容易生锈。
辅助阳极 （不溶性） 外加电流的阴极保护法示意图
三、金属的防护
(1) 改善金属的内部组织结构(内因) —— 制成合金（不锈钢）
(2)在金属表面覆盖保护层——电镀、油 漆、钝化等
(3)电化学保护法——牺牲阳极的阴极保
化学腐蚀与电化学腐蚀比较
类型
化学腐蚀
电化学腐蚀
发生的金属与接触 条件 物直接反应
不纯金属或合金与电 解质溶液形成原电池
2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
在4空F气e(O中H转)2化+2为H2：OF+Oe22O=34·FneH(O2OH)（3 铁锈）
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
思考与交流
请根据生活常识以及下图总结金 属防护常用的方法，并解释这些方 法为什么可以达到防止金属腐蚀的 目的。
思路一：直接隔离 给金属穿上“保护膜”属
健身器材刷油漆以防锈
人教版-化学选修四第四章金属的电化学腐蚀与防护
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
电 负极 极 Fe(-) 反 正极 应 C(+)
水膜呈强酸性 Fe-2e-=Fe2+
2H++2e－=H2
水膜呈中性或弱酸性 2Fe-4e-=2Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH-
总反应 联系
2H++Fe=Fe2++H2 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 Fe2O3 · nH2O
实验 为什么钢铁在干燥的空气中不易生
锈，而在潮湿的空气中却易生锈呢？
钢铁 潮湿空气水膜CO2、 SO2、H电2S解质溶液（H+)原
铁
电
C
池
电解质溶液形成：H2O
H++OH-
H2O+CO2
H++HCO3-
钢铁在这过程发生了电化学腐蚀。
人教版-化学选修四第四章金属的电化 学腐蚀 与防护 【PPT 实用课 件】
8、铁棒与石墨棒用导线连接后浸入0.01
mol·L－1的食盐溶液中，可能出现的现象是
A.铁棒附近产生OH－
B
B.铁棒被腐蚀
C.石墨棒上放出Cl2 D.石墨棒上放出O2
9、表面镀有保护金属层的铁片，当镀层有
破损时比普通铁片更易腐蚀的是 D
A．白铁（镀锌铁） B．马口铁（镀锡铁） C．镀镍铁 D．镀铜铁
原理： 原电池反应
例如 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀
人教版-化学选修四第四章金属的电化 学腐蚀 与防护 【PPT 实用课 件】
人教版-化学选修四第四章金属的电化 学腐易生锈。
人教化学选修4第四章第四节 金属的电化学腐蚀与防护(共17张PPT)
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。
辅助阳极 （不溶性）
二、金属的电化学防护
讨论：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）
一、金属的腐蚀 1.定义 2.本质
化学腐蚀
3.分类
电化学腐蚀
钢铁的析氢腐蚀(次要) 钢铁的吸氧腐蚀（主要）
二、金属的防护
1.电化学保护法
2.改善金属的内部组织结构(内因)
3.在金属表面覆盖保护层
求知探索—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？
金属被氧化
电化学腐蚀
M – xe- = Mx+ 利用原电池原理得失电子 反应中伴随电流的产生
活泼金属被氧化
一、金属的电化学腐蚀
4、钢铁生锈的原理
一、金属的电化学腐蚀
5、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
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：__________________________________________________________________。
人教化学选修4第四章第四节 金属的电化学腐蚀与防护 课件 (共31张PPT)
2、如下图所示，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） Ⅰ＞ Ⅲ ＞ Ⅱ 。
水 空气
Fe C
Fe Zn
Fe
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
课堂大舞台，人人展风采！
3、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__)_
+
—
C
课堂大舞台，人人展风采！
Fe 海水
七、拓展应用：解释下列现象
（1）实验室制备氢气，用 粗锌比纯锌反应速度快？在 硫酸中加入几滴硫酸铜溶液 能使制取氢气的速度加快。
（2）轮船在海水中行驶比在 河水中行驶更易受到腐蚀。避 免这种情况可采用什么措施？
（3）用铝质铆钉来铆接铁板，铁 板不易生锈；用铜质铆钉来铆接 就容易生锈。
活动与探究小结啦﹗
实验现象：几分钟后,装置中的导管中水柱上升 讨论，小结：
装置中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小，则装 置中有气体参加反应。 课堂大舞台，人人展风采！
（二）、金属的防护
1、影响金属腐蚀快慢的因素
A.本性：
①、金属的活动性：金属越 活波 ，越容易被腐蚀。 ②、纯度：不纯的金属比纯金属更 易 腐蚀，如纯铁比钢
课堂大舞台，人人展风采！
4、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__)
课堂大舞台，人人展风采！
金属腐蚀的快慢程度规律：赢在课堂p99
电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞
人教版化学选修四第四章第四节《金属的电化学腐蚀与防护》
第四பைடு நூலகம்第四节
金属的电化学腐蚀与防护
思考探究
金属被腐蚀的有什么危害？
（1）外形、色泽、机械性能发生变化； （2）影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至报废； （3）桥梁、建筑物强度降低而坍塌： （4）地下金属管道泄漏； （5）轮船船体损坏； （6）金属腐蚀还可能造成环境污染。
一、金属的腐蚀
1、什么是金属腐蚀？
如：铁与氯气直接反应而腐蚀， 钢管被原油中的含硫化合物腐蚀
更常见 (2)电化学腐蚀---原电池反应
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。
如：钢铁在潮湿空气中生锈
二、钢铁的电化学腐蚀
1、金属腐蚀的类型有哪些？
(1)析氢腐蚀 金属在酸性条件发生电化学腐蚀（如钢铁被酸雨腐蚀）
习题巩固
2．相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是( C )
习题巩固
3．铜板上的铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关 说法不正确的是( A )
A．正极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑ B．此过程中还涉及的反应：
4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 C．此过程中铜并不被腐蚀 D．此过程中电子从Fe流向Cu
金属或合金与周围接触到的气体或液体发生氧化还原 反应而腐蚀损耗的过程。
2、金属腐蚀的本质是什么?
金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反 应。
即：M - ne- = Mn+
一、金属的腐蚀
3、金属腐蚀的类型有哪些？ ——根据与金属接触的介质不同
(1)化学腐蚀---直接反应
金属跟接触到的物质（如SO2、Cl2、O2等）直接发生化学反 应而引起的腐蚀。
三、金属的防护
人教版高中化学选修4教案：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一、教材分析本节课出自人教版普通高中课程标准实验教科书《化学反应原理（选修四）》第四章第四节。
主要包括：金属的电化学腐蚀和金属的电化学防护。
重点介绍了金属电化学腐蚀的本质——表面形成微型原电池，进一步讲述了防护金属腐蚀的主要方法，并具体介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。
对原电池原理和电解原理的较高层次的应用，加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。
本节课是依托初中“活动与探究”---探究铁钉锈蚀的条件和高中必修2“电化学知识”---原电池基本原理的知识，让学生了解金属腐蚀的原理和危害。
既是对氧化还原反应知识的延伸，也是对原电池和电解池知识的深入理解和运用，既体现了教材循序渐进、由易到难的编排意图，又符合学生的知识水平和认知水平；既分散了难点，又减轻了负担，有利于学生更好的掌握知识。
通过学习明确金属腐蚀的本质及电化学腐蚀的原理，认识化学是材料科学发展的基础，以及化学科学的发展对提高人类生活质量所起的积极作用，激发学习化学的兴趣。
二、教学目标1、知识与技能(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) 知道防护金属腐蚀的方法。
2、过程与方法(1) 学会设计控制单一变量进行对比实验以及对实验设计进行评价。
(2) 从实验探究过程中提高对实验现象的观察能力和分析能力。
3、情感态度价值观(1) 通过金属腐蚀与生产、生活实际相联系的内容,增强学生学习兴趣，发展学生的探究能力,学会与人合作与交流,共同研究，探讨科学问题。
(2) 通过化学实验（设计、验证和评价）这一科学研究方法，培养学生实事求是的科学精神，帮助学生树立正确的科学态度。
三、教学重点金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护四、教学难点金属发生吸氧腐蚀的电化学原理五、教学方法本节课以“创设情境为纽带，学生活动为主体，教师引导为主导”的情景教学模式。
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
选修4 4-4 金属的电化学腐蚀与防护
金 属 防 护 方 法
2.在金属表面覆盖保护层——电镀、油漆、钝化等 3.牺牲阳极的阴极保护法
电化学防护法
4.外加电流的阴极保护法
课堂小结
一.金属腐蚀的定义和本质
二.金属腐蚀的分类 三.电化学腐蚀
钢铁的析氢腐蚀 钢铁的吸氧腐蚀（更普遍）
四.金属腐蚀速率的快慢比较 五.金属的防护 1.改善金属的内部组织结构(内因) 2.在金属表面覆盖保护层 3.牺牲阳极的阴极保护法 电化学防护法 4.外加电流的阴极保护法
O2
极弱酸性或中性水膜
负极： 2Fe = 正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH总反应：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3 · xH2O
4e-
2Fe2+
A
思考：课本85页实验4-3有什么现象？
下列各情况，Fe片腐蚀由快到慢的顺序 是 (5) (2) (1) (3) (4) 。
在船身上装锌块儿
在钢铁输水管上连接镁块儿
பைடு நூலகம் 3.牺牲阳极的阴极保护法
形成原电池：
被保护金属—正极（阴极），得电子，被保护 活泼金属——负极（阳极），失电子，受到腐蚀
4.外加电流的阴极保护法
外加直流电形成电解池： 被保护金属—阴极，得电子，被保护 辅助材料(惰性电极)——阳极，周围离子失电子
1.改善金属的内部组织结构(内因) —制成合金（不锈钢）
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
金属腐蚀现象在生活中非常普遍
铜生锈
钢铁生锈
金属腐蚀的危害
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。
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。
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第四章第四节 金属的电化学腐蚀和防护(共15张PPT)
本讲所学内容导读: 一、金属的腐蚀 1、化学腐蚀 2、电化腐蚀 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
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
2、金属腐蚀的本质是什么?
M - ne- = Mn+
3、金属的化学腐蚀和电化学腐蚀有何不同？
化学腐蚀 — 直接反应 金属腐蚀的类型 接触到的气体或液体不电同化学腐蚀 — 原电池反应 4、为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在 潮湿的空气中却易生锈呢？
钢铁在这过程发生了电化学腐蚀，根据电解质溶液 的酸碱性的不同电化学腐蚀可分为两种。
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
课堂练习
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 性，发生
吸氧 腐蚀,电极反应式为：负极：Fe–2e-＝Fe2+ , 正极： O2+2H2O+4e-＝4OH－
（2） 若液面下降，则溶液呈 酸性 性，发生 析氢 腐蚀，电极反应式为： 负极： Fe–2e-＝Fe2+ 正极：2H++2e-＝H2↑ 。
再见
a、牺牲阳极的阴极保护法
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。
Zn
海水
锌块
用牺牲锌块的方法 来保护船身，锌块 必须定期更换
用牺牲镁块的方法 来防止地下钢铁管 道的腐蚀，镁块必 须定期更换
b、外加直流电源的阴极保护法
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。
【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。
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28张PPT)
观后：你有何感想？
面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害 事实，同学们有没有想过，金属怎样被腐 蚀？怎样防止金属被腐蚀？
阅读课本 P84思考问题：
什么是金属腐蚀？本质是什么?
一、Байду номын сангаас金属腐蚀
1. 金属腐蚀: 是指金属或合金跟接触的气体或液体发生 氧化还原反应而引起损耗的现象。
2.金属腐蚀的本质：
金属原子 失e- 金属阳离子 M – ne- →Mn+ (氧化反应)
2. 下列事实不能用电化学理论解释的是（ B） 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护 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. 镀锌铁比镀锡铁耐用
3. 家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现
红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化
学反应是（ D） A.4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓ B.2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2↓ C.2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D.Fe－3e－===Fe3＋
问题讨论：钢铁及其制品通常为含碳的 铁合金，若在潮湿的环境里或湿度较大的环 境里长期放置, 常易生锈变红，原因是什么?
负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH总反应：2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
总结：金属表面吸附的水膜呈中性或酸 性很弱条件下，溶有一 定量氧气发生的电化腐 蚀叫吸氧腐蚀。
e－
阴极
e－
—— —— —— ——
钢
—阳—极
—闸— —— —— — ——
—门—
——
高中化学选修4人教课件：第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护
要点二 判断金属腐蚀快慢的规律
问题：如何比较金属腐蚀的快慢？
(1)电解原理引起的腐蚀(金属作阳极)>原电池原理引 起的腐蚀(金属作负极)>化学腐蚀>有一般防腐条件保护> 牺牲阳极的阴极保护法(金属作正极)>外加电流的阴极保 护法(金属作阴极)。
(2)对于同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶 液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
3．金属表面的水膜呈较强的酸性发生析氢腐蚀，水 膜呈中性或很弱的酸性则发生吸氧腐蚀，切勿混淆。
4．牺牲阳极的阴极保护法不称作牺牲负极的正极保 护法。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)因为 CO2 普遍存在，所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀 为主。( ) (2)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为 Fe－3e－ ===Fe3＋。( ) (3)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别在于前者有 H2 生成，后者有 O2 参加。( )
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
答案：C
•不习惯读书进修的人，常会自满于现状，觉得没有什么事情需要学习，于是他们不进则退2022年4月16日星期六2022/4/162022/4/162022/4/16 •读书，永远不恨其晚。晚比永远不读强。2022年4月2022/4/162022/4/162022/4/164/16/2022 •正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022/4/162022/4/16April 16, 2022 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。
(1)明确两装置中金属电极活动性强弱，准确判断正、负
极。 (2)根据溶液的酸碱性强弱，判断腐蚀的类型。
(3)逐项分析，得出结论。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
P87科学探究
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。
（2）电化学腐蚀 ：不纯的金属（或合金）接触到电解质溶液 发生原电池反应，比较活泼的金属原子失去电子而被氧化 所引起的腐蚀。
钢铁腐蚀：
钢铁的析氢腐蚀示意图
Байду номын сангаас
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
辅助阳极 （不溶性）
除此以外还有其它防护方法？
1、改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加进 钢里制成合金钢。 2、金属表面覆盖保护层 如油漆、油脂等，电镀（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化 物薄膜）作保护层。 原理： 隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。
健身器材刷油漆以防锈
衣架和电线的外面包 上一层塑料层
2Fe(OH)3=Fe2O3· nH2O+(3-n) H2O （铁锈）
化学腐蚀和电化学腐蚀的区别与联系 化学腐蚀 电化学腐蚀 不纯金属或合金与 电解质溶液接触
反应本质 反应条件
金属失电子被氧化 金属与氧化剂直接接触
反应现象 无电流产生，常伴随热效应 有微弱电流产生 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 相互关系
讨论：(2011浙江)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上， 一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗， 在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要 原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是（ B ） A．液滴中的Cl―由a区向b区迁移 B．液滴边缘是正极区，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－ C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区 向b区迁移，与b区的OH―形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水 形成铁锈 D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液， 则负极发生的电极反应为：Cu－2e－=Cu2+
自行车的钢圈和车铃是在 钢上镀上一层既耐腐蚀又 耐磨的Cr
某些工具的“机械转动部位” 选用油脂来防锈
讨论：下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是：
规律小结
1、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
2、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
第四节
金属的电化学腐蚀与防护
实验探究：钢铁锈蚀的探究
第四节
一、金属的电化学腐蚀
金属的电化学腐蚀与防护
1、金属腐蚀的概念与实质
金属腐蚀：金属或合金与周围接触的气体或液体进行 氧化还原反应而损耗的现象。 实质：金属 M−ne-→Mn+（氧化反应） 2、金属腐蚀的类型 （1）化学腐蚀：金属直接接触强氧化剂而被氧化腐蚀的过程。