金属的电化学腐蚀与防护 PPT

及河水中的金属设备的腐蚀．
[例2] 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，因而金属的防护工
作特别重要．下列对几种常见的金属防腐方法的描述错
误的是
()
[名师精析] 如果镀层金属比保护的金属活泼，破损后可 构成原电池，仍然能在一定程度上保护金属，B项错误． [答案] B
B．自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施，所
以不需要停放在遮雨的地方
C．家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处
D．把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，
可减小铁闸门的腐蚀速率
解析：加盖保护层，避免钢铁制品与电解质溶液接触，与 电源负极相连(作阴极)，或连接更活泼金属等，都是钢铁 制品防腐的有效方法，故A、C正确，B、D不正确． 答案：AC
解析：A是牺牲阳极的阴极保护法，D是外加电流的阴极 保护法，而在金属表面进行电镀以及在一定条件下对金 属进行处理，在其表面形成一层致密的氧化膜，不是电 化学防腐的方法．
答案：BC
4．(2011·启东模拟)镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产 中用途广泛． (1)镁与稀硫酸反应的离子方程式是__________________ __________，这种腐蚀属于________________(填“电化 学腐蚀”或“化学腐蚀”)． (2)火车铁轨修补、焊接可以用“铝热反应”，即铝与铁的 氧化物(用通式FexOy表示)在高温下反应生成熔融的铁焊 接钢轨．请写出该反应的化学方程式：_______________ _______________________________.
[例1] 如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀
由快到慢的顺序为
()
A．②①③④⑤⑥ C．⑤④②①③⑥
B．⑤④③①②⑥ D．⑤③②④①⑥
[名师精析] ①是Fe为负极，杂质为正极的原电池腐蚀，是
钢铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢．其电极反应式为：负极：2Fe
－4e－ === 2Fe2＋，正极：2H2O＋O2＋4e－ === 4OH－.②、 ③、④实质均为原电池装置．③中Fe为正极，被保护；②、
答案：A
1．改变金属的内部组织结构 例如：把铬、镍等加入普通钢里制成的不锈钢，就大 大地增加了钢铁的抗腐蚀力．
2．在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品跟周围 物质隔离开来，这是一种普遍采用的防护方法． 以钢铁的防护为例，根据保护层成分的不同，可分为如 下几种：
(1)在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物 质．例如，船身、车厢、水桶等常涂油漆；汽车外壳常 喷漆；枪炮、机器常涂矿物性油脂等．
有微弱电流产生
负极：Fe－2e－= = = Fe2＋
反应式
2Fe＋3Cl2=点= =燃= = 2FeCl3
正极：2H2O＋ O2＋4e－= = = 4OH－
正极：2H＋＋ 2e－= = = H2↑
2．金属腐蚀快慢的影响因素 不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成原电池发生 电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗．金属腐蚀的 快慢与下列两种因素有关：
3．如图所示，在水槽中装入蒸馏水后，铁块腐蚀速率的大
பைடு நூலகம்
小顺序正确的是
()
A．Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ
B．Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅱ
C．Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ
D．Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅰ
解析：Ⅰ形成原电池，铁为负极，腐蚀较快；Ⅱ形成原 电池，铁为正极，被保护，腐蚀慢，故B项正确． 答案： B
4．下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是
()
A．在铁门、铁窗表面涂上油漆
(2)铜制品在经常下酸雨的地区电化学腐蚀严重．写出此 电化学腐蚀的电极反应式： 正极___________________________________________； 负极___________________________________________．
解析： (1)①②均为铜锌原电池，铜极上分别为H＋、 Cu2＋得电子被还原，③为锌的吸氧腐蚀，铜极上O2得 电子被还原． (2)铜的电化学腐蚀应注意与铁的区别，铜不能使H＋还 原，故不可能发生析氢腐蚀，只能发生吸氧腐蚀；酸雨 是一个干扰因素，使电解质溶液中离子浓度增大，反应 加快．
(1)与构成原电池的材料有关，两极材料的活泼性相差越 大，氧化还原反应的速率越快，金属被腐蚀的速率就 越快．
(2)与金属所接触的电解质强弱有关，活泼金属在电解质溶 液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解 质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀． 一般说来可用下列原则判断： 电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐 蚀>有防腐蚀措施的腐蚀．
(3)在潮湿的空气中，帆船的钢铁表面有一层水膜，很容易发 生腐蚀，其负极反应式为______________________；正极反 应式为________________________________． (4)青岛奥林匹克帆船中心通常用铝合金(AlZnCd)来保护海 底钢铁设施，其原理如图所示，其中负极的电极反应为 __________________；在实际应用中，用铝合金而不选用纯 铝，纯铝不能很好地起到保护作用的原因是_____________ ____________________________________________________ ____________________________________________________.
1．(2011·福建高三质检)打开右图所 示装置中的止水夹，一段时间后， 可能观察到的现象是 ( ) A．烧杯中有气泡产生 B．试管内有黄绿色气体产生 C．铁丝网的表面产生锈迹 D．烧杯内溶液变红色
解析：用食盐水浸润的铁丝网发生吸氧腐蚀，NaCl溶液 不参与反应，仅仅充当电解质溶液，铁丝网的表面产生 锈迹，C对、B错；吸氧腐蚀过程中消耗氧气，因此试 管中压强减小，烧杯内液体进入试管中，A错；由于吸 氧腐蚀中正极反应为：O2＋2H2O＋4e－ === 4OH－， 因此进入试管内的液体变红而烧杯中溶液不变色，D 答错案．： C
(2)用电镀、热镀、喷镀的方法，在钢铁表面镀上一层不易 被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等．这些金属都能被 氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气 等对钢铁的腐蚀．例如，常用的白铁就是在薄钢板上热 镀上一层锌；做罐头用的马口铁皮就是在 薄钢板上热镀 上一层无毒而又耐腐蚀的锡；自行车钢圈就是用电镀的 方法镀上一层既耐腐蚀又耐磨的铬或镍．
(5)如果船体钢铁保护层受损，选用铜、锌、锡中哪种金 属修补？________，理由是_________________________ _________________________________________________.
二、金属的防护 1．改变金属内部组织结构
如制成 合金 等．
2．金属表面加保护层 如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等 方法．
3．电化学保护 (1)牺牲阳极的阴极保护法—— 原电池 原理
被保护的金属上连接一种更活泼 的金属，被保护的金 属作原电池的正 极． (2)外加电流的阴极保护法——电解池 原理 被保护的金属与电源的 负 极相连，作电解池的阴 极．
第三节 金属的电化学腐蚀与防护
一、金属的电化学腐蚀 1．金属的腐蚀 (1)概念
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．
(2)实质 金属原子 失去 电子变成阳离子的过程．即金属发生了 氧化 反应．
(3)类型 根据与金属 接触的介质 不同，可分为 化学 腐蚀和电化 学 腐蚀．
2．下列关于金属腐蚀的叙述中，正确的是
()
A．金属被腐蚀的本质是M＋nH2O === M(OH)n＋ n/2H2↑
B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后，首先是镀层被氧化
C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧
腐蚀
D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
解析：金属腐蚀的本质为M－ne－ === Mn＋，A错误； 选项B中Sn、Fe构成原电池，Fe作负极，发生反应：Fe －2e－ === Fe2＋，铁先被腐蚀，B错误；常温下，金属 发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀，难以和氧化剂(O2、 Cl2等)直接发生化学反应，D错误． 答案： C
Fe－2e－ === Fe2＋ 2Fe＋O2＋2H2O Fe＋2H＋ === Fe2＋＋ === 2Fe(OH)2 H2↑
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
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将纯铁放入稀H2SO4中，发生的是析氢腐蚀吗？ 提示：不是．析氢腐蚀是指不纯的金属(或合金)接触 到酸性较强的电解质溶液所发生的原电池反应而引起 的腐蚀，纯铁与稀H2SO4发生的是化学腐蚀．
(3)用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜． 例如，工业上常借一些溶液的氧化作用，在机器零件、 精密仪器、枪炮等钢铁制件的表面上形成一层致密的 黑色的四氧化三铁薄膜．
3．电化学保护法 (1)牺牲阳极的阴极保护法．常用于保护海轮外壳及石
油管道等． (2)外加电流的阴极保护法．主要用于防止土壤、海水
2．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．
3．电化学腐蚀 (1)概念
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）分类 以钢铁的腐蚀为例
弱酸性 中性
酸性
2H2O＋O2＋4e－ 2H＋＋2e－===H2↑ === 4OH－
④中Fe为负极，均被腐蚀，但Fe和Cu的金属活泼性差别比
Fe和Sn的大，故Fe－Cu原电池中Fe被腐蚀较快；⑤是Fe接
电源正极作阳极，Cu接电源负极作阴极的电解腐蚀，加快
了Fe的腐蚀；⑥Fe接电源负极作阴极，Cu接电源正极作阳
极，防止了Fe的腐蚀．根据以上分析可知：铁在其中被腐蚀