《金属的电化学腐蚀与防护》课件
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金属的电化学腐蚀与防护(公开课课件)
金属合金
通过合金化改变金属的化学成分，提高金属的耐腐蚀性能。
金属腐蚀实例
• 金属腐蚀案例分析
金属腐蚀防护的重要性
• 保护金属结构的长寿命和可靠性
结论和总结
通过学习金属的电化学腐蚀与防护，我们能够更好地保护和延长金属结构的寿命，提高工程的可靠性。
金属的电化学腐蚀与防护
欢迎来到本次公开课，请跟随我们一起探索金属腐蚀的奥妙和如何有效地进 行防护。
金属腐蚀介绍
• 什么是金属腐蚀？ • 金属腐蚀的方式
金属ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ蚀的原因
• 氧化还原反应 • 电化学腐蚀的机理
金属防护方法
表面涂层
通过涂层保护金属表面，防止与外界介质接触，减缓腐蚀速度。
电化学防护
利用电流控制金属腐蚀，如阴极保护和阳极保护。
通过合金化改变金属的化学成分，提高金属的耐腐蚀性能。
金属腐蚀实例
• 金属腐蚀案例分析
金属腐蚀防护的重要性
• 保护金属结构的长寿命和可靠性
结论和总结
通过学习金属的电化学腐蚀与防护，我们能够更好地保护和延长金属结构的寿命，提高工程的可靠性。
金属的电化学腐蚀与防护
欢迎来到本次公开课，请跟随我们一起探索金属腐蚀的奥妙和如何有效地进 行防护。
金属腐蚀介绍
• 什么是金属腐蚀？ • 金属腐蚀的方式
金属ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ蚀的原因
• 氧化还原反应 • 电化学腐蚀的机理
金属防护方法
表面涂层
通过涂层保护金属表面，防止与外界介质接触，减缓腐蚀速度。
电化学防护
利用电流控制金属腐蚀，如阴极保护和阳极保护。
金属的腐蚀与防护完整版PPT课件
数据分析与结果讨论
对实验数据进行处理和分析，提取金属内部或表面的缺陷信息，评 估金属的腐蚀程度和剩余寿命。
06 金属防护工程实践案例 分享
石油化工行业金属设备防护案例
案例一
某石化公司炼油厂塔器设备腐蚀防护。采用高分子复合涂层技术进 行防护，有效延长了设备使用寿命。
案例二
某油田输油管道腐蚀防护。采用阴极保护技术，结合涂层保护，降 低了管道的腐蚀速率。
阴极保护法
01
将被保护金属与外加直流电源的负极相连，使其成为阴极而防
止金属腐蚀的方法。
阳极保护法
02
将被保护金属与外加直流电源的正极相连，使其处于阳极电位
下成为钝态或致钝而防止金属腐蚀的方法。
牺牲阳极保护法
03
在被保护金属上连接电位更负的金属或合金作为阳极，使其在
腐蚀介质中优先溶解，从而保护被连接金属的方法。
金属的腐蚀与防护完 整版PPT课件
目录
CONTENTS
• 金属腐蚀概述 • 金属腐蚀类型及特点 • 金属防护方法及原理 • 不同环境下金属腐蚀与防护策略 • 金属腐蚀实验方法与检测技术 • 金属防护工程实践案例分享
01 金属腐蚀概述
腐蚀定义与分类
腐蚀定义
金属与周围环境发生化学或电化学 反应，导致金属性能劣化的现象。
案例三
某变电站高压开关柜金 属外壳腐蚀防护。采用 阴极保护技术，结合涂 层保护，降低了金属外 壳的腐蚀速率。
交通运输领域金属部件防护案例
案例一
某地铁列车车体腐蚀防护。采用 不锈钢车体材料，结合电化学保 护技术，提高了车体的耐蚀性。
案例二
某汽车制造厂车身钢板腐蚀防护。 采用镀锌钢板材料，结合涂层保 护技术，延长了车身的使用寿命。
对实验数据进行处理和分析，提取金属内部或表面的缺陷信息，评 估金属的腐蚀程度和剩余寿命。
06 金属防护工程实践案例 分享
石油化工行业金属设备防护案例
案例一
某石化公司炼油厂塔器设备腐蚀防护。采用高分子复合涂层技术进 行防护，有效延长了设备使用寿命。
案例二
某油田输油管道腐蚀防护。采用阴极保护技术，结合涂层保护，降 低了管道的腐蚀速率。
阴极保护法
01
将被保护金属与外加直流电源的负极相连，使其成为阴极而防
止金属腐蚀的方法。
阳极保护法
02
将被保护金属与外加直流电源的正极相连，使其处于阳极电位
下成为钝态或致钝而防止金属腐蚀的方法。
牺牲阳极保护法
03
在被保护金属上连接电位更负的金属或合金作为阳极，使其在
腐蚀介质中优先溶解，从而保护被连接金属的方法。
金属的腐蚀与防护完 整版PPT课件
目录
CONTENTS
• 金属腐蚀概述 • 金属腐蚀类型及特点 • 金属防护方法及原理 • 不同环境下金属腐蚀与防护策略 • 金属腐蚀实验方法与检测技术 • 金属防护工程实践案例分享
01 金属腐蚀概述
腐蚀定义与分类
腐蚀定义
金属与周围环境发生化学或电化学 反应，导致金属性能劣化的现象。
案例三
某变电站高压开关柜金 属外壳腐蚀防护。采用 阴极保护技术，结合涂 层保护，降低了金属外 壳的腐蚀速率。
交通运输领域金属部件防护案例
案例一
某地铁列车车体腐蚀防护。采用 不锈钢车体材料，结合电化学保 护技术，提高了车体的耐蚀性。
案例二
某汽车制造厂车身钢板腐蚀防护。 采用镀锌钢板材料，结合涂层保 护技术，延长了车身的使用寿命。
金属的电化学腐蚀与防护PPT课件
2Fe + 2H2O + O2= 2Fe(OH
4Fe(OH)2+2H2O+O2 = 4Fe(OH)3
进一步反应
Fe2O3 · nH2O
联系
通常两种腐蚀同时存在，但以吸氧腐蚀为主。
11
归纳：化学腐蚀和电化学腐蚀的比较
条件
化学腐蚀
金属跟干燥气体或非电解 质液体直接接触发生反应
电化学腐蚀
不纯金属或合金跟电解 质溶液发生原电池反应
金属腐蚀，无处不在！！！
1
金属腐蚀的危害性： 1、造成经济损失； 2、威胁生命安全。
1：金属腐蚀的原因是什么呢？ 2：如何防止金属被腐蚀？
2
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
1、了解金属腐蚀带来的危害，认识防止金属腐蚀 的重要意义；
2、能区别化学腐蚀和电化学腐蚀；
3、能正确运化学用语表示钢铁析氢腐蚀和吸氧腐 蚀的原理；
5.为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方法是( A) D
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
26
6、下列方法可用于金属防护的是（ D）
①原电池反应 ②涂油漆 ③电镀 ④置于干燥环境
A．①③④
B．①②③
C．②③④
D．全部
27
6.下列事实不能用电化学理论解释的是（ CD）
10
归纳：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
电 负极Fe(-) 极
Fe - 2e_ = Fe2+
反 应
正极C(+)
2H +
+2e
_
=
H2
总反应 Fe+ 2H+ = Fe2+ + H2
第八章第2节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护(共93张PPT)
(3)电极反应 阳极：Ag－e－===Ag＋ ；阴极： Ag＋＋e－===Ag 。 阳 阴 (4)特点： 极溶解， 极沉积，电镀液的 不变 浓度 。 3. 粗铜的精炼(粗铜中通常含有Zn、Fe、Ni、 Ag、Au等杂质)
电极 名称 阳极
电极 材料 粗铜
电极反应
－===Cu2－ ＋ Cu － 2e － 2 ＋ Zn－2e ===Zn ，Fe－2e 2＋＋2e－===Cu 2＋ Cu ===Fe ，Ni－2e－===Ni2＋，
电解 2NaCl( 熔融 )===== 2Na＋Cl2↑ (1)钠的冶炼：总反应： ；
阴极： 2Na ＋2e ===2Na ；阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。 电解 MgCl ( 熔融 )===== Mg＋Cl2↑ 。 2 (2)Mg的冶炼：总反应： 电解 (3)Al的冶炼：总反应： 2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑ 。
[固本自测] 2. 用惰性电极电解下列物质的水溶液，写出 电极反应式及总反应式。 (1)电解CuSO4溶液： 阳极反应式： _________________， 阴极反应式： _________________， 总反应的离子方程式： _________________。 (2)电解AgNO3溶液：
阴极 ②离子：阳离子移向电解池的 移向电解池的 。 阳极 (4)举例(电解CuCl2溶液)
，阴离子
通电 CuCl ===== Cu＋Cl2↑ 2 总反应方程式：
。
[特别提醒] (1)电解质溶液导电的过程，就是 电解的过程，即电流通过电解质溶液，必然 会引起氧化还原反应。 (2)判断原电池和电解池的关键是看是否有外 加电源。 (3)电解池与原电池的比较
电解质 溶液 CuSO4 溶液
4.4 金属的电化学腐蚀与防护 公开课课件
实验现象：电压计指针发
生偏转，铁电极上有气泡 产生，取铁电极附近的溶 液滴加K3[Fe(CN)6]（铁氰 化钾）溶液无蓝色出现。
Fe2+会与[Fe(CN)6]3-反应生成特征的蓝色沉淀
实验反思
这个装置中有没有Fe2+产生？说明什么问题？ 此实验没有Fe2+产生，说明铁钉未腐 蚀，Zn片起到了防护作用
型管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的
变化和试管中的现象。
实验探究1
实验现象：
高 低 装置中U型管两端液面左_____右______
产生该现象 说明了什么 问题？
实验反思
条件 电 负极 Fe 极 反 应 正极C 总反应
A：析氢腐蚀 水膜呈酸性
B： 吸氧腐蚀 水膜呈中性或弱酸性
Fe-2e-=Fe2+
H2O ⇌ H + +OH这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜, 它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原 电池。
条件 电 负极 Fe 极 反 应 正极C 总反应
A：析氢腐蚀 水膜呈酸性
B：
Fe-2e-=Fe2+
2H++2e－=H2↑
2H++Fe=Fe2++H2↑
联系
实验探究1
将铁和炭的混合粉末撒入内壁用氯化钠润 湿过的试管中，按图示装置好仪器，观察U
B．④③②① D．③②④①
做一做
4、镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol 电子发生转移，下列说法正确的是( B ) ①有5.6 g金属被腐蚀 ②有6.5 g金属被腐蚀 ③在标准状况下有2.24 L气体放出 ④在标准状况下有1.12 L气体放出 A．①② B．②③ C．①④ D．③④
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)
是M－ne－===Mn＋ B．金属的化学腐蚀过程中电子由金属直接转移给氧化 剂，所以无电流产生 C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D．金属腐蚀时往往是化学腐蚀和电化腐蚀同时发生， 但主要是电化学腐蚀中吸氧腐蚀
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。
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。
金属的腐蚀与防护完整版课件
指津:A 项中黄铜(铜锌合金)若发生电化学 腐蚀,被腐蚀的金属应是金属性较强的锌 而不是铜。B 项中生铁中含较多的碳,比铁 芯(几乎是纯铁)在电解质作用下更容易形 成原电池,也更容易生锈。C 项在接触电解 质溶液时,铁作原电池的负极,易被腐蚀生 成铁锈。D 项这是化学腐蚀,与电化学腐蚀 无关。
2.将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水
3.金属腐蚀的快慢规律
(1)在同一电解质溶液中,金属腐蚀由快到慢 的顺序为:电解原理引起的腐蚀>原电池原理 引起的腐蚀>化学腐蚀>应用原电池原理有保 护措施的腐蚀>应用电解池原理有保护措施的 腐蚀。 (2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的 顺序为:强电解质溶液中的腐蚀>弱电解质溶 液中的腐蚀>非电解质溶液中的腐蚀。
实例
化学腐蚀 金属或合金直接与具有腐蚀性的 化学物质接触发生氧化还原反应 而消耗的过程 金属直接将电子转移给有氧化性 的物质 无电流产生(电子不定向移动) 金属单质 金属与 Cl2、O2 等物质直接反应
2.电化学腐蚀
发生 条件
电极 反应
钢铁表面吸附了一层水膜,且溶有 CO2、O2 等 气体 负极:2Fe-4e- 2Fe2+
解题导引:
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。 答案:B。
【活学活用】
1.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
③镀锌铁发生电化学腐蚀时是锌被腐蚀, 而铁一定不会被腐蚀 ④金属发生电化学腐蚀时是较活泼金属 作负极先被腐蚀 A.①④ B.③④ C.②③ D.①② 指津:金属的电化学腐蚀也可以在中性或 碱性环境下进行;镀锌铁中锌若被腐蚀 完,Fe 也可继续被空气、水所腐蚀(即铁的 吸氧腐蚀)。
金属的电化学腐蚀与防护 课件
(2) 若 ZnCl2NH4Cl 混 合 溶 液 中 含 有 杂 质 Cu2 ＋ ， 会加速某电极的腐蚀，其主要原因是
_______________________________________ _________________________________。
欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的 _____________________________ (填代号)。
正极反应：2H＋＋2e－===H2↑； 总反应：__F__e＋__2_H__＋_=_=__=_F_e_2＋__＋__H_2_↑___。
2．吸氧腐蚀 (1)钢铁表面吸附的水膜__酸__性__很__弱___或呈 _中__性___时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐 蚀。电极反应如下：
负极：_2_F__e－__4_e_－__=_=_=_2_F_e_2_＋___；
溶液中构成原电池，加快了锌的腐蚀。欲除去
Cu2＋，如果加入氢氧化钠溶液，Zn2＋和 NH＋ 4 都 会与 OH－反应，如果加入氨水，也会沉淀 Zn2＋，
加入铁引入新杂质氯化亚铁，所以最好加入锌。
(3)用石墨作电极，电解酸性硫酸锰溶液制取二氧化
锰，＋2 价的锰化合价升高，失去电子，在阳极发生 氧化反应。在酸性溶液中 H＋浓度较大，所以 H＋在阴 极得电子生成氢气。溶液中的离子有 Mn2＋、H＋、OH －、SO2－4，阴极发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑， 阳极发生氧化反应：Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2＋4H ＋，电解反应式为：MnSO4＋2H2O==电=解==MnO2＋H2SO4 ＋H2↑；转移 2 mol 电子，生成 1 mol MnO2，m(MnO2) ＝1 mol×87 g/mol＝87 g。
a．NaOH b．Zn c．Fe
金属的电化学腐蚀与防护 课件
或2H2O+O2+4e— = 4OH—
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
条件
电 极
负极Fe(-)
反 应
正极C(+)
水膜呈酸性
_
Fe-2e =Fe2+
+
_
2H +2e = H2
总反应 Fe+ 2H + =Fe2++ H2
吸氧腐蚀
水膜酸性很弱或呈中性
_
2Fe-4e =2Fe
2+
_
_
O2+2H2O+4e = 4OH
2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
进一步反应
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 Fe2O3 ·nH2O
联系 通常两种腐蚀同时存在，但以吸氧腐蚀为主。
实验4-3 将用酸洗除锈的铁钉，在饱和食盐水浸泡后放 在如图所示的装置中，几分钟后观察导管中水 柱的变化,思考引起变化的原因。 实验现象： 几分钟后,装置中的 导管中水柱上升
结论： 说明装置中有气体参加反应。
知识总结
一、金属的电化学腐蚀
（1）化学腐蚀
1、金属腐蚀：
ห้องสมุดไป่ตู้
析氢腐蚀（次）
（2）电化学腐蚀 吸氧腐蚀（主）
2、金属腐蚀的本质： M - ne-= M n+
二、金属的电化学防护
金属防护的几种重要方法 ①在金属表面覆盖保护层:如在钢铁表面涂油或油漆 等，电镀不活泼金属; ②利用原电池原理进行保护:如在海轮外壳上附着活 泼金属锌或镁; ③外加电流的阴极保护法:即将要保护的金属 与直 流电源的负极相连，另外附加惰性电极与正极相连; ④改变金属内部的组成和结构:如制成不锈钢.
金属的电化学腐蚀与防护课件
提示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,叫做化学腐蚀。例如, 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等。化学 腐蚀的速率随着温度升高而加快。
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。钢铁在潮湿的空 气中生锈,就是电化学腐蚀最典型的例子。
3.为什么钢铁在干燥的空气中不易腐蚀,在潮湿的空气中却易腐蚀? 提示干燥的空气中钢铁发生化学腐蚀,而在潮湿的空气中,钢铁表 面形成一层电解质溶液的水膜,构成原电池,发生电化学腐蚀,增大了 腐蚀速率。
1.金属的电化学防护方法有哪些? 提示金属的电化学防护方法有牺牲阳极的阴极保护法和外加电 流的阴极保护法。 2.除了电化学防护外,金属的防护方法常见的还有哪些? 提示除了电化学防腐蚀外,金属防腐蚀的方法还有很多种。例如 把金属制成防腐的合金,如不锈钢,就是有效的方法。还可以采用 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。
气体压强增大,试管内产生了气体,是铁钉析氢腐蚀的结果,据此写
出电极反应式。
答案:(1)电化学 (2)弱酸性、碱性或中 吸氧 2Fe-4e-
2Fe2+ O2+4e-+2H2O
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4OH-
(3)较强的酸 析氢 Fe-2e- Fe2+ 2H++2e- H2↑
【例题2】 钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材
二、牺牲阳极的阴极保护法与外加电流的阴极保护法的比较
比较项目
牺牲阳极的阴极 保护法
外加电流的阴极保护法
是否外 接电源
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。钢铁在潮湿的空 气中生锈,就是电化学腐蚀最典型的例子。
3.为什么钢铁在干燥的空气中不易腐蚀,在潮湿的空气中却易腐蚀? 提示干燥的空气中钢铁发生化学腐蚀,而在潮湿的空气中,钢铁表 面形成一层电解质溶液的水膜,构成原电池,发生电化学腐蚀,增大了 腐蚀速率。
1.金属的电化学防护方法有哪些? 提示金属的电化学防护方法有牺牲阳极的阴极保护法和外加电 流的阴极保护法。 2.除了电化学防护外,金属的防护方法常见的还有哪些? 提示除了电化学防腐蚀外,金属防腐蚀的方法还有很多种。例如 把金属制成防腐的合金,如不锈钢,就是有效的方法。还可以采用 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。
气体压强增大,试管内产生了气体,是铁钉析氢腐蚀的结果,据此写
出电极反应式。
答案:(1)电化学 (2)弱酸性、碱性或中 吸氧 2Fe-4e-
2Fe2+ O2+4e-+2H2O
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4OH-
(3)较强的酸 析氢 Fe-2e- Fe2+ 2H++2e- H2↑
【例题2】 钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材
二、牺牲阳极的阴极保护法与外加电流的阴极保护法的比较
比较项目
牺牲阳极的阴极 保护法
外加电流的阴极保护法
是否外 接电源
金属的电化学腐蚀与防护(课件).
化学腐蚀：
化学腐蚀的 速度随温度 升高而加快
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
温度对化学腐蚀的影响：
• 升温加快金属腐蚀
• 降温减慢金属腐蚀
钢铁腐蚀 条件 电 负极 极 Fe(-) 反 正极 应 C(+) 总反应 析氢腐蚀 水膜呈强酸性
Fe-2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2 2H++Fe=Fe2++H2
4.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
5.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
2. 下列情况下，埋在地下的输油铸铁管 道被腐蚀最慢的是（C ）
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
3.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. ① ② ③ ⑥ C. 只有① ③ B. ① ③ ④ D. 全部
类型 化学腐蚀
金属与接触 物直接反应 无电流产生
电化学腐蚀
不纯金属或合金与电 解质溶液形成原电池 有电流产生
发生的 条件 Mn+(发生氧化反应 较活泼金属被腐蚀 )
金属的电化学腐蚀与防护PPT课件
图形描述
条件
水膜酸性较强
电 负极 Fe-2e- Fe2+
极 正极 2H++2e反 应 总反应 Fe+2H+
H2↑ Fe2++H2↑
水膜酸性较弱或呈中性
2H2O+2+4e2Fe+2H2O+O2
4OH2Fe(OH)2
一二
二、金属的电化学防护 1.牺牲阳极的阴极保护法 应用原电池原理,让被保护金属作正极,另找一种活泼性较强的 金属作负极。如图所示:
活动性不同的两金属,活动性差别越大,则活动性强的金属腐蚀越快。
金点属拨的 在电同特化一学电别腐解提蚀质与溶醒防液护中只,金属有腐蚀在的金快慢属由下活列原动则判性断:顺电解序原理中引起位的腐于蚀氢>原电前池原面理的引起金的腐属蚀>才化学可腐蚀能>有发防护生措施的腐蚀
。轮船的船析壳水氢线以腐下蚀常装,有位一于些锌氢块,这之是利后用了的牺金牲阴属极的只阳极能保护发法 生吸氧腐蚀。
2.外加电流的阴极保护法 利用电解池原理,把被保护的钢铁设备作为阴极,用惰性电极作 为辅助阳极,在电解质溶液里,接外加直流电源。如图所示:
一二
思考感悟 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。
一、化学腐蚀与电化学腐蚀的区别和联系
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(原电池原理的防护>电解原理的防护)。 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.活动性不同的两金属,活动性差别越大,则活动性强的金属腐蚀 越快。 4.对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀越快。 特别提醒对于活动性不同的两金属,活动性差别越大,氧化还原 反应的速率越大,活泼金属腐蚀越快;纯度越高的金属,腐蚀速率越 小。
金属的电化学腐蚀与防护 ppt课件
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 ppt课件 叫做电化学腐蚀。
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思考：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？发生了什么反应？ 4、钢铁生锈原理 实验4-3
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 ppt课件 减小， 则装置中有气体参加反应。
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钢铁的吸氧腐蚀示意图
ppt课件
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钢铁的析氢腐蚀示意图
ppt课件
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钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
条件
电 负极Fe(-) 极 反 正极C(+) 应 水膜呈酸性 Fe-2e-=Fe2+
吸氧腐蚀
水膜呈中性或酸性很弱 2Fe-4e-=2Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
ppt课件 15
3、金属的常见其他防护方法 ⑴在金属表面覆盖保护层 例如：①喷涂漆；②涂油脂；③表面钝化；④电 镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层) 等。 ⑵改变金属内部的组成结构，制成合金 在钢铁中加入一定比例的铬和镍（14%~8%Cr， 7%～9%Ni），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”(合金)。
ppt课件 16
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
ppt课件
涂凡士林
镀铬
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二、金属的防护
金属发生电化学腐蚀时,是在金 属表面形成原电池反应.
(1)在金属表面覆盖保护层:
a.在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、 塑料等耐腐蚀的非金属材料。 b.用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不 易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。
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思考：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？发生了什么反应？ 4、钢铁生锈原理 实验4-3
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 ppt课件 减小， 则装置中有气体参加反应。
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钢铁的吸氧腐蚀示意图
ppt课件
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钢铁的析氢腐蚀示意图
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钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
条件
电 负极Fe(-) 极 反 正极C(+) 应 水膜呈酸性 Fe-2e-=Fe2+
吸氧腐蚀
水膜呈中性或酸性很弱 2Fe-4e-=2Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
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3、金属的常见其他防护方法 ⑴在金属表面覆盖保护层 例如：①喷涂漆；②涂油脂；③表面钝化；④电 镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层) 等。 ⑵改变金属内部的组成结构，制成合金 在钢铁中加入一定比例的铬和镍（14%~8%Cr， 7%～9%Ni），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”(合金)。
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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
ppt课件
涂凡士林
镀铬
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二、金属的防护
金属发生电化学腐蚀时,是在金 属表面形成原电池反应.
(1)在金属表面覆盖保护层:
a.在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、 塑料等耐腐蚀的非金属材料。 b.用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不 易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。
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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。
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辅助阳极 （石墨）
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课堂练习
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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规律
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在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地 区铁生锈相对慢一些？为什么？
新疆吐鲁番，因为该地区相对干燥， 水分稀少，而海南地区潮湿多雨，温度 高，易发生电化学腐蚀。
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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。
小， 则装置中有气体参加反学习应交流。PPT
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钢铁的吸学习氧交流PPT腐蚀示意图
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钢铁的析学氢习交流腐PPT 蚀示意图
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钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜呈酸性
水膜呈中性或酸性很弱
电 极
负极Fe(-)
反 应
正极C(+)
Fe-2e-=Fe2+
2Fe-4e-=2Fe2+
2H++2e- = H2
A、轮船吃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，滴入少量的CuSO4溶 液后速率加快 D、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用
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课堂小结
• 金属的电化学腐蚀 钢铁的腐蚀：析氢腐蚀、吸氧腐蚀 • 金属防护方法总结
1)改变金属的内部结构 2)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 在钢铁中加入一定比例的铬和镍（14%~8%Cr， 7%～9%Ni），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”(合金)。
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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
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练习：
1、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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练习
2、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 )
3)电化学保护法：牺牲阳极保护法、外加电流的保护法
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作业
1.《红对勾》讲义 2.课时作业27
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类 （2）电化学腐蚀 时，会发生原电池反应，比较活
型
泼的金属失电子而被氧化的腐蚀
叫做电化学腐蚀。
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思考：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？发生了什么反应？
4、钢铁生锈原理 实验4-3
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
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• 全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈. 全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达 7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造 成损失总和的6倍。
• 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约占各国国民生产总 值的2%～4%，我国钢铁腐蚀经济损失高达2800亿 人民币，约占国民生产总值的4%，每年约有当年 产量的25%-30%的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人 类造成的损失是惊人的。
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一、金属的电化学腐蚀
1、金属腐蚀：是金属与周围接触到的气体或液体物质 发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
2、金属腐蚀的本质： M - ne- = M n+
3、
金属跟接触到的干燥气体或
金 属
（1）化学腐蚀
非电解质液体等直接发生化 学反应引起的腐蚀叫做化学
腐
腐蚀。
蚀
的
不纯的金属跟电解质溶液接触
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
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3、金属的常见其他防护方法 ⑴在金属表面覆盖保护层 例如：①喷涂漆；②涂油脂；③表面钝化；④电 镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层) 等。
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3、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应 的电极反应式是（ D） A、 Fe – 2e-=Fe 2+
B、 2H + + 2e- =H2 ↑
C、 4OH - - 4e-= 2H2O + O2 ↑
D、 2H2O + O2 + 4e- = 4OH -
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4、下列事实不能用电化学理论解释的是 ( B）
第四章 电化学基础
第4节 金属的电化学腐蚀与防护
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1
锈蚀的轮船 锈 蚀 的 大 桥
锈 蚀 的 闸 门
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锈 蚀 的 楼 梯
2
思考与归纳
金属被腐蚀的危害？
（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；
Fe+ 2H+ = Fe2+ +H2↑
O2+2H2O+4e-=4OH2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
总反应
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3 ·nH2O （铁锈）
金属的腐蚀以电化腐蚀为主，
联系
电化腐蚀又以吸流PP析T 氢腐蚀。
镀铬 17
二、金属的防护
金属发生电化学腐蚀时,是在金 属表面形成原电池反应.
(1)在金属表面覆盖保护层:
a.在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、 塑料等耐腐蚀的非金属材料。
b.用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易 被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。
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这些金属常因 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。