电化学基础金属的电化学腐蚀与防护
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些因素有关？ 3. 什么是电化学腐蚀？
一、 金属的电化学腐蚀
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腐蚀损耗的过程。
➢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）
化学腐蚀 —直接反应 ➢金属腐蚀的类型 电化学腐蚀 —原电池反应
2. 电化学腐蚀
进一步反应：
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O
➢析氢腐蚀：当钢铁处于酸性环境中
负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： 2H++ 2e- =H2 ↑ 电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑
• 析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。
➢验证牺牲阳极的阴极保护法
2.外加电流的阴极保护法
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。
辅助阳极 （不溶性）
➢金属防护的几种重要方法: ①在金属表面覆盖保护层。
②改变金属内部的组成结构，制成合金。
①、 Fe由+2价转化为+3价 ②、O2被还原 ③、产生H2 ④、Fe(OH)3失水形成Fe2O3•H2O ⑤、杂质碳被氧化除去
A. ①② B. ③④ C. ①②③④ D. ①②③④⑤
学习目标
记住金属腐蚀快慢的比较规律
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。
• 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。
• 金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失， 更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属 本身要大。
• 腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。
金属腐蚀
• 我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生 产钢材37117.02万吨） ，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 到国内生产总值的2%~4%；约合人民币：3000亿元 （ 2005年我国国内生产总值将达15万亿元） 。
• 根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经 济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。
（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↑。
C ＊例2、钢铁在锈蚀过程中，下列5种变化可能发生的是（ ）
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。
• 下列各情况下，其中Fe片腐蚀由快 到慢的顺序是 (5)(2) (1) (3) (4) 。
➢结论：原电池正极、电解池阴极受到保护。
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
结论 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
• 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， 铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？
第四章 电化学基础
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
Baidu Nhomakorabea
学习目标
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。 3、能说出化学腐蚀与电化学腐蚀的区别
阅读课本 P84
1. 什么是金属腐蚀？其本质是什么? 2. 金属腐蚀有哪些种类？化学腐蚀和哪
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；
C、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；
D、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；
改变金属的内部组织结构
防腐
• 国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因 某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌 陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化 工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道 和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体 如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和 附近居民的生命安全。
[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，观察导管中水柱变化，并思考引
起变化的原因？ 吸氧腐蚀
• 请你根据原电池原理，写出钢铁吸氧腐蚀的 电极反应式及电池反应方程式。
负极：2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正极：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH电池反应：2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
化学腐蚀
条件
金属跟干燥气体或非 电解质液体直接接触
现象 无电流产生
电化学腐蚀
不纯金属或合金 跟电解质溶液接触
有微弱电流产生
本质 金属被氧化
较活泼金属被氧化
影响 与接触物质的氧化性 与电解质溶液的酸碱
因素 及温度有关
性及金属活性有关
联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍
1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
例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、2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000 多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的 牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜 绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜 铸的国宝在240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，
一、 金属的电化学腐蚀
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腐蚀损耗的过程。
➢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）
化学腐蚀 —直接反应 ➢金属腐蚀的类型 电化学腐蚀 —原电池反应
2. 电化学腐蚀
进一步反应：
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O
➢析氢腐蚀：当钢铁处于酸性环境中
负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： 2H++ 2e- =H2 ↑ 电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑
• 析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。
➢验证牺牲阳极的阴极保护法
2.外加电流的阴极保护法
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。
辅助阳极 （不溶性）
➢金属防护的几种重要方法: ①在金属表面覆盖保护层。
②改变金属内部的组成结构，制成合金。
①、 Fe由+2价转化为+3价 ②、O2被还原 ③、产生H2 ④、Fe(OH)3失水形成Fe2O3•H2O ⑤、杂质碳被氧化除去
A. ①② B. ③④ C. ①②③④ D. ①②③④⑤
学习目标
记住金属腐蚀快慢的比较规律
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。
• 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。
• 金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失， 更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属 本身要大。
• 腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。
金属腐蚀
• 我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生 产钢材37117.02万吨） ，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 到国内生产总值的2%~4%；约合人民币：3000亿元 （ 2005年我国国内生产总值将达15万亿元） 。
• 根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经 济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。
（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↑。
C ＊例2、钢铁在锈蚀过程中，下列5种变化可能发生的是（ ）
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。
• 下列各情况下，其中Fe片腐蚀由快 到慢的顺序是 (5)(2) (1) (3) (4) 。
➢结论：原电池正极、电解池阴极受到保护。
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
结论 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
• 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， 铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？
第四章 电化学基础
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
Baidu Nhomakorabea
学习目标
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。 3、能说出化学腐蚀与电化学腐蚀的区别
阅读课本 P84
1. 什么是金属腐蚀？其本质是什么? 2. 金属腐蚀有哪些种类？化学腐蚀和哪
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；
C、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；
D、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；
改变金属的内部组织结构
防腐
• 国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因 某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌 陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化 工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道 和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体 如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和 附近居民的生命安全。
[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，观察导管中水柱变化，并思考引
起变化的原因？ 吸氧腐蚀
• 请你根据原电池原理，写出钢铁吸氧腐蚀的 电极反应式及电池反应方程式。
负极：2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正极：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH电池反应：2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
化学腐蚀
条件
金属跟干燥气体或非 电解质液体直接接触
现象 无电流产生
电化学腐蚀
不纯金属或合金 跟电解质溶液接触
有微弱电流产生
本质 金属被氧化
较活泼金属被氧化
影响 与接触物质的氧化性 与电解质溶液的酸碱
因素 及温度有关
性及金属活性有关
联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍
1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
例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、2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000 多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的 牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜 绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜 铸的国宝在240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，