第七章原电池与金属腐蚀案例

合集下载

原电池原理金属的电化学腐蚀

原电池原理金属的电化学腐蚀一、实验目的1、理解原电池原理。

2、认识金属的电化学腐蚀的原因。

二、实验说明（一）、原电池原理1.实验要求所用电极表面积要大，并且要清洁。

如果锌片或铜片上有杂质，会形成许许多多的微电池，现象就会不明显。

所用的铜片如果有明显的氧化层或已经锈蚀，要用酸洗，以除去氧化物和绿锈，然后用去污粉擦净，再用水冲洗干净。

即使铜片表面看上去是光洁的，也要用去污粉把它擦到发亮，以除去表面的氧化物和油脂等污垢。

锌片使用前最好也用酸洗，然后再用水冲洗干净。

2.实验不难成功，但注意不要引导学生观察锌片在形成原电池前后气泡量的变化。

由于锌片含有杂质和铜极上发生电极极化，一般很难观察到锌片在形成原电池前后气泡量的差别。

观察电流表指针偏转时，应引导学生注意指针偏转的方向，并根据指针偏转的方向来判别电流的方向。

（二）、金属的电化学腐蚀1．实验要用较长的时间，应提示学生在等候观察现象时，先进行下面的实验。

铁氰化钾溶液遇到Fe2+时会产生蓝色沉淀，因此可用于检验Fe2+的存在。

学生知道这一现象即可，不要求写反应的化学方程式。

2.这三个小实验实际上都运用了原电池反应，应引导学生结合实验，思考实验后的“问题和讨论”。

三、问题和讨论提示：1.装配原电池时应具备以下条件：必须有两种活动性不同的金属，而且要平行地浸在电解质溶液里，两个电极要用导线连接。

如果用铁片代替锌片做原电池原理实验，铜片的表面几乎没有气泡逸出，说明铁铜原电池中的电流可能较弱，在铜丝的表面观察不到气泡的产生。

如果用导线连接一个电流计，可以观察到电流表的指针发生偏转，表明铁铜原电池中有电流产生。

2.实验结果表明，镀锡铁比镀锌铁容易被腐蚀。

3.实验室制取氢气时，用含有少量杂质的粗锌效果好。

附：Cu—Zn原电池原理实验改进一、实验前准备工作（1）将铜片剪成“Cu”字形，并连接导线。

将Cu放入培养皿内的适当位置，用曲别针将导线固定。

（“Cu”字形要尽可能小）（2）选择不规则的锌粒（甲），用铜导线拴在锌粒的一侧并在锌粒与铜导线接触处用蜡封、在锌粒表面涂一层凡士林油。

分析化学-第七章电化学金属材料腐蚀

（2）写出原电池反应的电池符号： Zn（s）+ 2H+（aq）= Zn2+（aq）+ H2（g）
电池符号为： (-) Zn | Zn2+ (c1) ‖ H+(1mol·L-1), H2 (100kpa)| Pt (+) 。
标准氢电极
9
7.1.2 电极电势
1.电极电势的产生
金属在其盐溶液中时有两个趋势:
E =1.1037V, 求该反应的
G
m
解 z =2，由（7-2）式得：
r
G m
zFE
= -2×96485 Cmol-1×1.1037V

= -2.13×105 J mol-1 = -213 kJ mol-1
这一结果与通过热力学数据计算所得结果是一致的。
18
7.2 电极电势的影响因素
7.2.1 能斯特（W. Nernst）方程式
11
2.标准电极电势
标准电极电势：标准状态下（溶液浓度均为1mol·L-1, 气体分压均为100 kpa）氧化还原电对的电极电势。规定：标准氢电极的电极电势为零，以此来衡量其他电极的电极电势。
12
① 标准氢电极 H﹢(1mol·L-1) /H2 (100kPa）
组成：电极——铂片（镀有一层海绵状铂黑）溶液——1mol·L-1 HCl溶液，不断通入压力为100kPa的纯氢气，使铂黑吸附H2至饱和，与溶液中H＋建立如下平衡：
2H＋（aq）+2e－=H2（g）
规定:在任何温度下标准氢电极的电极电势为零。即 (H＋/H2)=0 V
13
② 标准电极电势的测定
待测氧化还原电对与标准氢电极组成原电池：
负极：处于标准态的待测氧化还原电对（或者：标准氢电极）正极：标准氢电极（或者：待测氧化还原电对）（即若为溶液，其浓度为1.0mol·L-1；若为气体，其压力为100kPa）温盐外度桥电通：路常的取电2位98差.1计5K。。

金属腐蚀和常见的化学电源课件

xk
（１）a极是（负）极，电极反应式是 - + 4OH- = 4H2O （2Ｈ２-４e ）（２）b极是（正）极，电极反应式是（O2 + 2H2O + ４e-= 4OH）
阅读自学材料锂电池
空气电池
1、锂电池（非水有机溶剂电解液）
负极：正极： 2Li- 2e— = 2Li+， I2 + 2e— = 2I—，
• 重点掌握不同电池的正负极判断及相关电极方程式的书写。
Fe–2e-＝Fe2+ , 吸氧腐蚀,电极反应式为：负极： O2+2H2O+4e-＝4OH－正极：（2）若液面下降，则溶液呈酸性，发生析氢腐蚀，电极反应式为：负极： Fe–2e-＝Fe2+ 2H++2e-＝H2↑ 正极：。
二、常见化学电源
1、锌-锰干电池
负极（锌筒）：Zn- 2e- = Zn 2+
CuSO4
C2H5OH
3、构成原电池的条件有哪些？
• 1.有活泼性不同的两个金属电极（或一种非金属导体） • 2.电极均插入电解质溶液中 • 3.两极相连（或接触）形成闭合回路
一、金属的腐蚀与防护
不看不知道
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。
2、银-锌电池
负极： Zn + 2OH- - 2e- = ZnO + H2O 正极： Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH总反应： Ag2O + Zn = ZnO + 2Ag

7第七章热力设备腐蚀

(3) 做好机组的停备用保护，防止炉管或汽轮机的叶片发生点蚀。
第八节热力设备其他腐蚀类型
一、氢脆(氢损伤)
氢腐蚀是一种不可逆的脆性，当氢进入钢，在温度的作用下组织内部成分发生变化，致使钢内部脱碳并造成裂纹，此时使钢脱氢，也不能使钢的性能恢复。水垢下面生成的原子H受到沉积物的阻碍，无法扩散到汽水混合物区，使金属管壁与水垢之间积聚了大量的氢，此时产生的氢不能立刻被汽水带走，于是溶于钢中，氢分子和钢中的渗碳体发生反应：Fe3C+4H→3Fe+CH4↑。甲烷在钢中的扩散能力很低，极易聚集在晶界原有的微观空隙内，随着反应不断进行，晶间上的甲烷量不断积聚增多。与原先氢原子所占的容积相比，甲烷的分子很大，无法在钢中扩散，于是在晶粒间产生巨大的局部内压力，其数值可达1.8×104MPa，于是沿晶界生成晶间裂纹，进而产生微裂纹，使钢的性能急剧降低。易发生在比较致密的沉积物下
3.防止方法：（1）合理选材（2）改变介质环境
➢ 氯脆
影响因素
(1) 应力导致不锈钢应力腐蚀的主要因素是拉应力。残
余应力、热应力、工作应力等足够大引起
(2) 腐蚀介质(氯与氧) 奥氏体不锈钢破坏的几率随氯离子浓度增大而
增加，在氧含量较高的水中尤甚。
(3) pH值提高溶液的pH值能延缓腐蚀破裂过程。
一、应力腐蚀破裂
1.应力腐蚀破裂的必备条件特定的腐蚀介质中才可能发生应力腐蚀破裂。例
如，锅炉钢在碱溶液中的“碱脆”，奥氏体不锈钢在含氯离子的溶液中的“氯脆”，黄铜在含氨介质中的“氨脆”。
2.部位：碱脆易发生在水冷壁炉管沉积物下；过热器、再热器、汽轮机叶片等不锈钢部件“氯脆”，凝汽器铜管在含氨介质中的“氨脆”。
防止方法：提高补给水质量；防止凝汽器泄漏；炉水水质调节

原电池金属的腐蚀与防护PPT

原电池金属的腐蚀与防护
目录
• 原电池金属腐蚀的基本原理 • 原电池金属腐蚀的影响因素 • 原电池金属腐蚀的防护措施 • 原电池金属腐蚀的应用 • 原电池金属腐蚀的研究进展
01 原电池金属腐蚀的基本原理
金属腐蚀的定义
01
金属腐蚀是指金属与周围环境（介质）之间发生化学或电化学作用，导致金属的损坏或变质现象。
02
腐蚀过程中，金属的原子会转变成离子或化合物，导致金属的损失和性能下降。
金属腐蚀的类型
化学腐蚀
金属与介质直接发生化学反应，生成氧化物或其它化合物，如铁在干燥的空气中生锈。
电化学腐蚀
金属与电解质溶液发生原电池反应，通过电子转移产生电流，如钢铁在潮湿的空气中发生的腐蚀。
金属腐蚀的电化学过程
湿度
温度
氧气浓度
腐蚀性介质
湿度是影响金属腐蚀的重要因素，高湿度环境会加速金属的腐蚀过程。
温度升高会使金属腐蚀速率加快，因为温度升高会加速化学反应速率。
氧气是许多金属腐蚀反应的必要条件，高氧气浓度会促进金属腐蚀。
环境中存在的腐蚀性介质，如酸、碱、盐等，会加速金属的腐蚀过程。
金属材料的性质
01
02
03
04
腐蚀原电池的形成
金属与电解质溶液界面上形成电位差，导致电子转移。
阳极反应
金属原子失去电子成为阳离子，进入电解质溶液。
阴极反应
在另一部分金属表面，电子被电解质溶液中的离子接收，形
成还原产物。
电流的产生
电子从阳极通过外电路流向阴极，形成电流。
02 原电池金属腐蚀的影响因素
环境因素
热处理
通过改变金属材料的微观结构，以提高其耐腐蚀性能。例如，对金属进行淬火、回火等热处理，可以改变其晶粒大小和相组成，从而提高其耐腐蚀性能。

腐蚀原电池实验

实验1 腐蚀原电池一、实验目的1.了解腐蚀原电池的组成结构和作用及其工作过程中的电极反应；2.观察析氢腐蚀现象；3.了解不同金属接触，使阳极金属加速腐蚀，阴极金属得到保护；二、实验原理金属的表面与溶液间形成双电层产生电位差，这种电位差称为金属在此溶液中的电位或电极电位。

两种活性不同的金属材料在溶液中具有不同的电极电位。

当两种金属在溶液中用导线连接时构成了原电池系统。

电位较低的金属成为阳极，电位较高的金属为阴极，导线中产生电流。

电流的产生是由于氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行的结果。

阳极金属易失去电子变为金属离子发生氧化反应，阳极上的氧化反应称为阳极反应；电子沿导线流向阴极；阴极上一般为电解质溶液中的阳离子得电子发生还原反应，阴极的还原反应称为阴极反应。

该系统的电化学反应导致阳极金属破坏而不能对外作有用功，此系统称为腐蚀原电池。

腐蚀电池工作的基本过程如下：(1)阳极过程：金属溶解，以离子形式迁移到溶液中，同时把当量电子留在金属上。

(2)电流通路：电流在阳极和阴极间的流动是通过电子导体和离子导体来实现的，电子通过电子导体(金属)从阳极迁移到阴极，溶液中的阳离子从阳极区移向阴极区，阴离子从阴极区向阳极区移动。

前者为电子导电，后者电解质溶液中的为离子导电。

(3)阴极过程；从阳极迁移过来的电子被电解质溶液中能吸收电子的物质(D)接受。

阳极和阴极两个过程在相当程度上独立而又相互依存的过程。

图1 腐蚀原电池示意图三、实验用材料与设备锌片、铜片，0.2MH2SO4溶液，玻璃烧杯，砂纸，丙酮棉，镊子，检流计，导线四、实验步骤1.用砂纸打磨锌片和铜片试样，丙酮棉擦净去油。

2.将锌片和铜片分别放入盛有0.2MH2SO4溶液的玻璃烧杯中，互不接触，观察锌片和铜片上气泡逸出情况。

3.将锌片和铜片用导线连接到检流计上，如上图1所示。

观察检流计和再观察锌片和铜片上气泡逸出情况。

4.锌和铜是两种活性不同的金属材料，锌片和铜片用导线连接放置在电解质溶液里，金属的表面与溶液间产生电位差，这种电位差称为金属在此溶液中的电位或电极电位。

金属的电化学腐蚀与防护

金属的电化学腐蚀与防护在我们的日常生活和工业生产中，金属材料无处不在，从建筑结构中的钢铁到电子设备中的各种金属部件。

然而，金属的腐蚀问题却一直困扰着我们，给经济和社会带来了巨大的损失。

其中，电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式之一。

电化学腐蚀是指金属与电解质溶液接触时，由于形成了原电池而发生的腐蚀现象。

让我们来举个简单的例子，比如铁在潮湿的空气中生锈。

铁表面吸附的水膜中溶解了氧气等气体，形成了电解质溶液。

铁中的杂质（如碳）与铁形成了微小的原电池。

在这个原电池中，铁作为负极失去电子被氧化成亚铁离子，而氧气在正极得到电子被还原。

那么，电化学腐蚀是如何发生的呢？首先，要有能够发生氧化还原反应的电极。

通常，金属中的杂质、不同金属之间的接触或者金属表面的不同区域都可以充当电极。

其次，要有电解质溶液，它能提供离子导电的环境，使电子能够在电极之间转移。

最后，还需要有电子的通路，使得氧化反应和还原反应能够同时进行。

电化学腐蚀的类型有很多种。

常见的有吸氧腐蚀和析氢腐蚀。

吸氧腐蚀通常发生在中性或碱性环境中，就像刚才提到的铁在潮湿空气中的生锈。

而析氢腐蚀则多发生在酸性较强的环境中，例如钢铁在酸性溶液中的腐蚀，此时氢气会从正极逸出。

电化学腐蚀带来的危害是不可忽视的。

它会导致金属材料的强度降低、结构损坏，缩短设备的使用寿命。

在桥梁、船舶、管道等重要设施中，金属的电化学腐蚀可能引发严重的安全事故。

此外，腐蚀还会造成资源的浪费和环境污染。

既然电化学腐蚀如此有害，那么我们该如何进行防护呢？首先，我们可以采用覆盖保护层的方法。

例如，在金属表面涂上油漆、油脂、塑料等，将金属与外界环境隔离，阻止电解质溶液与金属接触。

镀锌也是一种常见的防护手段，锌在电化学腐蚀中比铁更活泼，会先被腐蚀，从而保护了铁。

其次，改变金属的内部结构也能增强其抗腐蚀能力。

比如，制造不锈钢就是通过调整金属的成分和结构，使其具有更好的耐腐蚀性。

另外，电化学保护法也是一种有效的措施。

原电池与金属防腐

原电池与金属防腐2009-2-3 18:14提问者：xzcak474|浏览次数：1238次我想了解一些原电池在金属防腐的具体例子。

如用盐水和Al箱除去银器表面硫化银。

希望大家能多提供点。

我还希望知道能否用如何设计原电池来除铁锈。

请写出方程式。

小弟谢谢各位了！！！！！我来帮他解答2009-2-3 18:48满意回答将化学能转变成电能的装置。

所以，根据定义，普通的干电池、燃料电池都可以称为原电池。

组成原电池的基本条件是：将两种活泼性不同的金属(或石墨)用导线连接后插入电解质溶液中。

电流的产生是由于氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行的结果。

原电池中，较活泼的金属做负极，较不活泼的金属做正极。

负极本身易失电子发生氧化反应，电子沿导线流向正极，正极上一般为电解质溶液中的阳离子得电子发生还原反应。

在原电池中，外电路为电子导电，电解质溶液中为离子导电。

原电池primary battery 一种将活性物质中化学能通过氧化还原反应直接转换成电能输出的装置。

又称化学电池。

由于各种型号的原电池氧化还原反应的可逆性很差，放完电后，不能重复使用，故又称一次电池。

它通常由正电极、负电极、电解质、隔离物和壳体构成，可制成各种形状和不同尺寸，使用方便。

广泛用于工农业、国防工业和通信、照明、医疗等部门，并成为日常生活中收音机、录音机、照相机、计算器、电子表、玩具、助听器等常用电器的电源。

原电池一般按负极活性物质（如锌、镉、镁、锂等）和正极活性物质（如锰、汞、二氧化硫、氟化碳等）分为锌锰电池、锌空气电池、锌银电池、锌汞电池、镁锰电池、锂氟化碳电池、锂二氧化硫电池等。

锌锰电池产量最大，常按电解质分为氯化铵型和氯化锌型，并按其隔离层分为糊式电池和低极电池。

以氢氧化钾为电解质的锌锰电池，由于其负极(锌)的构造与其他锌锰电池不同而习惯上另作一类，称为碱性锌锰电池，简称碱锰电池，俗称碱性电池。

原电池是一类使化学能直接转换成电能的换能装置。

原电池金属的腐蚀与防护

原电池⾦属的腐蚀与防护原电池⾦属的腐蚀与防护〔学习⽬标〕1、理解原电池原理，掌握组成原电池的条件，能判断原电池的正、负极；2、能正确书写电极反应⽅程式和总反应⽅程式，会进⾏简单的原电池计算。

3、能够运⽤原电池原理解释⾦属发⽣电化学腐蚀的原因。

4、认识⾦属腐蚀的危害和防护的必要性。

〔知识梳理〕⼀、原电池将能转变为能的装置称为原电池。

⼆、原电池的形成条件1、；2、；3、；4、。

三、电极的名称及判断⽅法1、电极的名称负极：发⽣反应的⼀极，电⼦的⼀极；正极：发⽣反应的⼀极，电⼦的⼀极。

2、电极的判断⽅法①根据组成原电池两极的电极材料判断⼀般是为负极，为正极；②根据电流⽅向或电⼦流动⽅向判断电流由流向，电⼦由流向；③根据原电池⾥电解质溶液中离⼦的定向流动⽅向判断原电池⾥电解质溶液中，向正极移动，向负极移动；④根据原电池两极发⽣的变化来判断负极总是发⽣反应，正极总是发⽣反应；⑤根据现象判断为负极，或为正极。

四、原电池原理的应⽤1、⽐较⾦属活动性的强弱，防⽌⾦属的腐蚀；2、加快氧化还原反应的速率；3、制造多种多样的化学电源。

五、⾦属的腐蚀与防护1、⾦属腐蚀是使⾦属成为原电池的负极，⾦属电⼦变为⾦属阳离⼦⽽被腐蚀，且⾦属越越易发⽣电化学腐蚀。

2、⾦属腐蚀的类型有和；如钢铁在潮湿的空⽓中⽣锈属，其电极反应为：负极正极3、⾦属的防护⾦属的腐蚀主要是电化学腐蚀，只要破坏了原电池的构成要素就可减少电化学腐蚀的发⽣，常见有以下⼏种⾦属防护⽅法：(1)让⾦属制品处于的环境。

该⽅法破坏了电解质溶液的存在，⾦属不易被腐蚀。

(2)在⾦属表⾯加⼀层。

常见的⽅法是刷⼀层、、、、等保护层，效果较好的⽅法还有在⾦属表⾯镀上⼀层⾦属防护层。

(3)牺牲阳极的阴极保护法：利⽤原电池原理，让被保护的⾦属为，⽤还原性强的⾦属为，负极⾦属被消耗，被保护的⾦属避免腐蚀。

如：镀锌铁可以保护，但镀锡铁⼀旦镀层损坏后会使更易腐蚀。

航海船只的般底四周嵌锌块，就是利⽤牺牲阳极保护法来保护船体的。

电化学腐蚀

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，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。

我们知道，钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀，但潮湿的空气中却很快就会腐蚀。

原来，在潮湿的空气里，钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量的氢离子与氢氧根离子，还溶解了氧气等气体，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。

在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。

铁失去电子而被氧化.电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。

金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。

电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。

在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。

在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。

在均匀腐蚀时，金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别，进行两种反应的表面位置不断地随机变动。

如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应，其余表面区域主要进行阴极反应，则称前者为阳极区，后者为阴极区，阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。

直接造成金属材料破坏的是阳极反应，故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接，以使腐蚀发生在电位较低的金属上根据腐蚀的作用原理，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

两者的区别是当电化学腐蚀发生时，金属表面存在隔离的阴极与阳极，有微小的电流存在于两极之间，单纯的化学腐蚀则不形成微电池。

过去认为，高温气体腐蚀（如高温氧化）属于化学腐蚀，但近代概念指出在高温腐蚀中也存在隔离的阳极和阴极区，也有电子和离子的流动。

据此，出现了另一种分类：干腐蚀和湿腐蚀。

湿腐蚀是指金属在水溶液中的腐蚀，是典型的电化学腐蚀，干腐蚀则是指在干气体（通常是在高温）或非水溶液中的腐蚀。

07 金属的腐蚀与防护

条件：电解质呈强酸性
三、金属的防护 1．本质阻止金属失去电子发生氧化反应， 2．方法 (1)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。 (2)电化学防护分为牺牲保护法和阴极电阳极保护法。形成原电池，被保护的金属作正极被保护的金属与电源的负极相连
1．在刘星同学的笔记中有如下记录，请帮他分析(对的打“√”，错的打“×”)。 (1)金属的腐蚀都是氧化还原反应。 ( ) (2)因为CO2的普遍存在，所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主。( ) (3)不论析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被腐蚀。( ) (4)纯铁片在稀硫酸中发生析氢腐蚀。 ( )
(1)判断金属的腐蚀类型要从本质入手，化学腐蚀和电化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反应。 (2)在电化学腐蚀中，只有在金属活动性顺序中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀，而位
于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀，吸氧腐蚀
比析氢腐蚀更为普遍。
1．金属腐蚀快慢的判断不纯的金属或合金，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因素有关： (1)与构成原电池的材料有关：两极材料的活泼性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率就越快。
5.铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如右图所示，下列有关说法不正确的是( ) A.正极的电极反应为： 2H＋＋2e－=H2↑ B.此过程中还涉及反应： 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移向Cu
A
6．右图装置中，U形管内为红墨水，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析氢腐蚀 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 B 吸氧腐蚀

金属的电化学腐蚀

金属的电化学腐蚀学号：12014424姓名：袁帅氧化还原反应是普遍存在的一类重要的反应。

金属锈蚀及许多化工生产都涉及到氧化―还原反应。

氧化还原反应的本质是电子得失或偏移，原子之间发生了较强烈的电子偏移、引起氧化数的改变。

由此产生了电子得失，即电化学。

电化学是化学学科中的一个重要内容。

电化学现象在工农业生产和生活中随处可见，如铁会生锈，而用铁制造的船则不会被腐蚀等。

本文就电化学腐蚀的有关问题对氧化还原反应阐述一些粗浅的认识。

众所周知，铁放在潮湿的空气中会被腐蚀，这就是通常所说的电化学腐蚀。

以下以铁的腐蚀为例分析电化学腐蚀的种类和规律。

（1）析氢腐蚀当生铁的表面吸附一层呈酸性的水膜时（水膜中溶有SO2或CO2），铁溶解并放出H2，这相当于Fe的酸液界面上形成了“短路电池”，这种腐蚀通常被称为析氢腐蚀。

正极反应：Fe(s)＝Fe2+(aq)＋2eFe(s)/Fe2+(aq)＝－0.4402 V负极反应：2H+(aq)＝H2(g)-2e-2H+(aq)/H2(g)＝0 V电池反应：Fe(s)＋2H+(aq) ＝Fe2+(aq)＋H2(g)ϕ1＝ϕH+(aq)/H2(g)－ϕFe(s)/Fe(aq)＝0.4402+（2.303RT/2F）lg（C2(H+)／C(Fe2+) ）故只要ϕ1＞0，铁就会被腐蚀，且腐蚀速度随T和C(H+)的升高而变快，即使在C(H+)＝10-7，C(Fe2+)＝10-6，T＝253 K 时，ϕ1仍大于0，反应仍可进行。

所以,不含氧的酸性（甚至中性）水膜中铁会发生析氢腐蚀。

（2）吸氧腐蚀若水膜中含有氧，上述的正极会变成：O2(P)＋4H+(aq)＝2H2O－4e-ϕO2/H2O＝1.229 V电池反应：2Fe(s)+ O2(P)＋4H+(aq)＝2Fe2+(aq)＋2H2Oϕ2＝ϕO2/H2O-ϕFe(aq)/Fe(s)＋（2.303 RT／4F）lg（lgC4(H+)／C2(Fe2+)）若在酸性或中性水膜中，有氧存在时，则发生吸氧腐蚀，铁的腐蚀会更严重。

钢结构的锈蚀事故

（2）影响因素盐的种类、浓度、温度。
6. 海水腐蚀
（1）腐蚀机理随着海洋事业的发展，海洋中的钢结
构越来越多，但海洋中腐蚀介质复杂，其机理也复杂。一般来说，主要有盐类腐蚀、电化学腐蚀、海生物腐蚀等。

（2）影响因素
① 与海水介质的接触深度；按浸入海水的深度可分为海泥区、全浸区、潮差区、飞溅区、海洋大气腐蚀区。飞溅区金属表面常被海水所润湿，并受到运动冲击，腐蚀最为严重（如图）。
于杂散电场中，在阳极区即电流通过钢筋的部位发生的腐蚀。这一现象常发生在电化学工厂、电冶金车间等，电腐蚀的强弱与钢材所处阳极电位的高低成正比。
8.3 钢结构锈蚀处理及防腐方法
8.3.1 新建钢结构防锈一般有涂料敷盖法和金属敷盖法。涂料敷盖法，即在钢材表面敷盖一层涂料，
使之与大气隔绝，以防锈蚀。主要施工工艺有：表面除锈、涂底漆、涂面漆。
在高温高压碱水溶液中： 2Fe+4NaOH+4H2O 2Na2FeO4 +6H2
（2）影响因素温度、压力、pH值和碱金属种类，一般认为
碱金属的原子量越大，腐蚀性越强。
5. 盐类腐蚀
（1）腐蚀机理改变溶液pH值；发生氧化还原反应；Fe+CuSO4 FeSO4 +Cu 增加溶液导电性，使电化学腐蚀加剧；某些盐类的阴阳离子对腐蚀有特殊影响。
(3) 喷砂除锈。在停产和露天结构上可采用喷砂除锈，它质量可靠、除锈比较彻底。喷砂是利用空气压缩机将石英砂喷射于钢材面上除去黑皮和铁锈，也可以用钢砂、钢丸喷射(投射)于钢材面上，效果更好，且能减少砂尘弥漫。喷砂除锈质量虽好，但劳动条件较差。
除锈是涂层防腐的主要一关，处理质量十分关键。
金属敷盖法，即在钢材表面上镀上一层其他金属。所镀的金属可使钢材与其他介质隔绝，也可能是镀层金属的电极电位更低于铁，起到牺性阳极(镀层金属)保护阴极(铁)的作用。

原电池金属的腐蚀和防护

3 复合防护膜
将有机和无机防护膜组合，以发挥各自的优势，提供更全面的防护效果。
结论及展望
腐蚀对电池性能的影响不可忽视，防护技术的发展将进一步层保护
通过在电池金属表面涂覆一层保护膜，如聚合物涂层，来防止金属与环境接触。
合金添加
将防腐蚀合金添加到电池金属中，以提供额外的保护和抵抗腐蚀。
氧化层形成
利用金属本身与环境氧化产生的氧化层，如铝氧化层，来保护电池金属。
新型电池金属的防护方法
1
离子液体包覆
2
利用离子液体包覆电池金属，形成保护膜，
减少与外界环境的接触。
3
纳米涂层
利用纳米技术制备的薄膜层，能够提供更强的防腐蚀性能，延长电池寿命。
自修复材料
研发能够自行修复腐蚀的材料，使电池金属具有更高的耐腐蚀性。
防护膜的种类和应用
1 有机防护膜
有机防护膜常用于电池金属表面，能够提供较好的防腐蚀效果。
2 无机防护膜
无机防护膜具有更好的耐腐蚀性能和稳定性，但较难制备。
原电池金属的腐蚀和防护
电池金属腐蚀的定义
电池金属腐蚀是指电池中金属部分与周围环境中的化学物质反应产生的物理和化学变化。
电池金属腐蚀的原因
电池金属腐蚀的主要原因包括湿度、温度、化学物质、电流等因素的作用。
腐蚀对电池性能的影响
电池金属的腐蚀会导致电池性能下降，包括电压变化、容量损失以及电池寿命缩短。

实验六原电池原理金属的电化腐蚀课件

因为钢铁中混有少量碳，在潮湿的空气中，钢铁表面吸附了一层水膜，溶解了空气中的CO2、O2，形成电解质溶液，因而具备了形成原电池的条件
学生实验
用小刀在一块镀锌铁和一块镀锡铁上刻划．露出里面的铁来，然后在刻痕上滴一滴NaCl溶液，再滴一滴铁氰化钾溶液．静置一段时间观察现象。
现象在镀锡铁皮的刻痕处有蓝色沉淀生成。
把一块纯净的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里
现象学生实验
锌片上有气泡产生，且锌片不断溶解
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
再平行地插入一块铜片，观察铜片上有没有气泡产生。
现象
铜片上没有气泡产生
学生实验
用导线把锌片和铜片连接起来观察铜片上有没有气泡产生。
现象铜片上有气泡产生。
分析
铜片上有气泡产生．是由于导线的作用
结论镀锡铁皮比镀锌铁皮镀层破损后更易被腐蚀
为什么镀锡铁皮更易被腐蚀
因为镀层破损后，锌和铁形成原电池．锌作负极被腐蚀．保护了铁
锡和铁形成原电池是铁作负极，因此加快了铁皮的腐蚀
思考
实验室制取H2时，用纯锌好还是用含少验
取两支试管，一支试管里放人一小粒纯锌．一支试管中放入一小粒粗锌，然后各注入5 mL稀H2SO4
现象放粗锌的试管中立刻产生大量气泡．
而放纯锌的试管中只产生少量气泡
学生实验
在盛纯锌和稀HSSO4的试管里滴人l滴CuSO4
现象反应速度加快．锌粒表面有红色物质析出
锌和CuSO4置换出了Cu单质，组成了 Cu－Zn原电池·因此反应加快
实验六
原电池原理金属的电化学腐蚀
教学目标 1．理解原电池的原理。 2．认识金属电化学腐蚀的原因。 3．培养学生动手能力和解决实际问