什么是金属腐蚀
金属腐蚀的定义及分类
金属腐蚀的定义及分类金属腐蚀是指金属与周围环境中的物质或电化学作用发生反应，导致金属表面变质，甚至破坏金属结构和性能的过程。
金属腐蚀是对于环境保护和金属制品使用寿命等方面的重要问题。
下面，我们将对金属腐蚀进行分类和说明。
1. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指在电解质介质中，电化学反应与化学反应相结合导致金属腐蚀的过程。
一般情况下，电化学腐蚀是由于金属与溶液中存在的氧化还原电对发生反应，导致金属与环境发生相应的化学反应，并最终导致金属的腐蚀和损坏。
常见的电化学腐蚀有电解腐蚀、生物腐蚀和缝隙腐蚀等。
2. 化学腐蚀化学腐蚀是指金属在含有化学腐蚀介质的环境中，通过在金属表面上的物理化学反应而导致金属表面产生腐蚀现象。
化学腐蚀的发生是由于化学环境中存在的化学介质会被吸附在金属表面形成化学凝结物，进而导致金属表面加速腐蚀。
常见的化学腐蚀有腐蚀性气体腐蚀和液态金属腐蚀等。
3. 氧化腐蚀氧化腐蚀是指金属在氧气气体和水的环境中因氧气和水作用而导致的腐蚀现象。
在氧化腐蚀中，由于金属表面形成的氧化皮层密封缺陷，导致氧化腐蚀过程大大加速，最终导致金属材料的损坏。
常见的氧化腐蚀有锈蚀、烧蚀和高温氧化腐蚀等。
4. 物理腐蚀物理腐蚀是指金属在运动中受到磨擦、撞击等作用而导致的腐蚀现象。
在运动中，由于金属表面处于不断的接触状态下，所以金属局部表面会受到物理上的磨损和腐蚀，最终导致金属材料的破坏。
常见的物理腐蚀有磨损、冲蚀等。
总之，金属腐蚀是一个复杂的化学和物理过程，不同类型的腐蚀都有其独特的发生机制和特点。
因此，针对不同类型的腐蚀，应采取相应的腐蚀防治措施，以保障金属材料的性能和使用寿命。
知识点总结3 金属的腐蚀与防护
知识点总结3 金属的腐蚀与防护知识点总结三·金属的腐蚀与防护知识点1·金属的腐蚀1. 金属腐蚀的概念（1）金属的腐蚀是指金属或合金与身边环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
（2）金属腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化的过程，M -ne - === M n+（M 表示金属）（3）金属腐蚀的类型：化学腐蚀和电化学腐蚀表1 化学腐蚀与电化学腐蚀2. （1）化学腐蚀：4Fe + 3O 2 + 2nH 2O === 2Fe 2O 3·nH 2O （2）电化学腐蚀：吸氧腐蚀和析氢腐蚀① 吸氧腐蚀通常事情下，在潮湿的空气中，钢铁的表面凝聚了一层溶有氧气的水膜，这层水膜、铁和铁中存在少量碳单质形成了无数弱小的原电池。
这些弱小的原电池遍布钢铁表面。
当身边环境呈若酸性或中性时，发生“吸氧腐蚀”。
负极：；正极：。
总反应：。
上述电化学腐蚀中汲取氧气，故称为吸氧腐蚀。
② 析氢腐蚀当钢铁表面水膜呈较强的酸性时，正极析出氢气发生“析氢腐蚀” 负极：；正极：。
总反应：。
上述电化学腐蚀会生成氢气，故称为析氢腐蚀。
（3）铁锈的生成铁锈的要紧成分：Fe 2O 3·nH 2O钢铁在中性或弱酸性条件下发生吸氧腐蚀后，生成的氢氧化亚铁会进一步被O 2氧化，生成氢氧化铁，氢氧化铁部分脱水生成Fe 2O 3·nH 2O （铁锈的要紧成分）。
要紧的化学方程式： 4Fe(OH)2+ 2H 2O+O 2==4Fe(OH)32Fe(OH)3== Fe 2O 3 · nH 2O+(3-n)H 2O知识点2·金属的防护1. 金属防护的原理金属腐蚀的实质是金属原子失去电子被氧化的过程。
防止金属被腐蚀，算是阻断金属发生氧化反应的途径。
2. 金属防护的常用办法：（1）改变金属组成或结构如：将铬、镍加入一般钢里制成别锈钢。
（2）在金属表面覆盖爱护层原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。
金属的腐蚀与防护
化学腐蚀
在外界环境中的水蒸气、酸碱等物质影响下，金属表面发生氧化还原反应，形成氧化物或其他化合物。例如，当铁暴露于氧和水中时，会形成铁锈（Fe₂O₃·nH₂O），这是一种典型的化学腐蚀现象。
电化学腐蚀
在一定条件下，例如在电解质溶液中，不同电位造成的电流分布变化，会导致金属表面上出现阳极区和阴极区。在阳极区，金属发生氧化反应而溶解，释放出电子；在阴极区，则发生还原反应，这一过程是通过离子在溶液中传递形成闭合回路，从而加剧了金属的整体损失。
三、影响金属腐蚀因素
影响木材及其抗风雨能力的重要因素有很多，包括：
环境湿度
高湿度会加速空气中的氧气、水分与金属的接触，加快氧化反应。因此，在潮湿环境下，金属更易受到腐蚀。
温度
氧化反应通常随着温度升高而境下金属更容易发生严重腐蚀。
pH值
环境中的酸碱程度直接影响着局部区域的电极电位。不同pH值下的介质对不同类型的金属具有不同程度的侵害。例如，低pH值（酸性环境）往往对铁等铸铁材料具有较强的侵袭性。
电化学腐蚀
电化学腐蚀是由于电流在金属表面产生的不均匀分布而导致的。比如，当金属与不同电位的金属连接时，低电位部分会被加速腐蚀。
生物腐蚀
这种腐蚀是由微生物造成的，尤其是在水体中生活的微生物，会通过其代谢过程改变周围环境，从而促进了金属的腐蚀过程。生物膜或污垢层常常在这种情况下形成，进一步加速了腐蚀。
二、金属腐蚀机制
金属的腐蚀与防护
金属腐蚀是指金属在环境的作用下，发生化学或电化学反应，导致其物理和化学性能劣化的过程。腐蚀不仅削弱了金属材料的强度、韧性，还可能引发结构失效，造成巨大的经济损失和安全隐患。因此，了解金属腐蚀的原理和机制，以及实施有效的防护措施，对于延长金属构件的使用寿命，提高工程安全性具有重要意义。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护在我们的日常生活中，金属是一种我们经常接触到的材料。
从我们的家居设备到车辆和基础设施，金属都得到了广泛的应用。
然而，金属在长时间使用的过程中，会面临一个普遍的问题，那就是腐蚀。
本文将探讨金属的腐蚀原因以及常见的防护方法。
一、腐蚀的原因腐蚀是金属与周围环境发生反应，导致金属表面质量的损失。
金属腐蚀的主要原因可以归结为以下几点：1. 化学反应：金属与空气中的氧气、水分以及其他化学物质发生反应，形成腐蚀产物。
例如，铁的腐蚀是由于氧气和水的存在形成的氧化铁。
2. 电化学反应：金属在电解质溶液中与氧化还原反应发生，形成电极体系。
其中，金属作为阳极发生氧化反应，被溶解为阳极离子。
3. 环境因素：金属腐蚀还与环境的酸碱度、湿度、温度等因素有关。
酸性环境、高湿度和高温都会加速金属的腐蚀过程。
二、常见的金属腐蚀防护方法为了保护金属免受腐蚀的损害，一系列的腐蚀防护方法被开发出来。
下面是一些常见的金属腐蚀防护方法：1. 表面涂层：在金属表面覆盖一层防腐涂料或涂层是常见的防护方法之一。
这可以阻止环境中对金属的直接接触，并减少氧气和水分的接触，从而降低腐蚀的速度。
2. 阴极保护：通过将一种更容易被腐蚀的金属（如锌）与需要保护的金属（如铁）连接在一起，形成一个阴阳极体系。
这样，腐蚀过程会移动到更容易被腐蚀的金属上，保护主要金属不受腐蚀。
3. 合金化处理：通过添加其他元素或合金成分来改变金属的结构，提高金属的抗腐蚀性能。
例如，不锈钢是通过在铁中添加铬和镍来制成的，以增加其抗腐蚀性能。
4. 电镀：将要保护的金属浸入带有活性金属离子的电解质溶液中，在金属表面形成保护性的金属沉积层。
这种方法可以提供一个屏障，阻止环境中的腐蚀物质接触到金属表面。
5. 降低环境因素：通过控制周围环境的酸碱度、湿度和温度等因素，可以减缓腐蚀速度。
例如，在暴露在潮湿环境中的金属表面添加干燥剂可以降低湿度，减少腐蚀的风险。
三、结语金属的腐蚀问题在我们的生活中是一个常见且重要的挑战。
金属的腐蚀和防护(基础知识+经典题型)
金属的腐蚀与防护一、金属的腐蚀1、金属的腐蚀是金属与周围的气体或者液体物质发生而引起损耗的现象。
一般可分为腐蚀和腐蚀。
（1）化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体（如、、等）或非电解质液体（如）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
如：钢管被原油中的腐蚀，温度越高，化学腐蚀越。
（2）电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生反应，的金属失去电子而被。
如在潮湿的空气中生锈。
两种腐蚀往往发生，但腐蚀更普遍，速度更快，危害更严重。
电化学腐蚀(以钢铁为例)（1）析氢腐蚀(酸性较强的溶液)负极: 正极:总方程式：（2）吸氧腐蚀(中性或极弱的酸性或碱性溶液)负极: 正极:总方程式：Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用：2、影响金属腐蚀快慢的因素内因：（1）金属的活动性：金属越，越容易被腐蚀（2）纯度：不纯的金属比纯金属腐蚀，如纯铁比钢腐蚀。
电化学腐蚀：两电极活动性差别越大，氧化还原反应速率越，活泼金属被腐蚀得越快。
（3）氧化膜：如果金属被氧化形成致密的氧化膜，那么会保护内层金属，如、如果金属被氧化形成疏松的氧化膜，那么不会保护内层金属，如外因：介质：环境（腐蚀性气体，电解质溶液）金属腐蚀的快慢比较：电解池阳极原电池负极化学腐蚀原电池正极电解池阴极。
二、金属的防护(1)牺牲的保护法（被保护金属作为原电池的极）(2)外加电流的保护法（被保护金属作为电解池的极）(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法1．(2010·北京理综，6)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋2．下列叙述正确的是（）①锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率②镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀③电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe 2O 3·nH 2OA ．①②③④⑤B ．①③④⑤C ．①③⑤D ．②④3．以下现象与电化腐蚀无关的是 （ ）A ．黄铜（铜锌）制作的铜锣不易产生铜绿B ．生铁比纯铁易生锈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4．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ）A ．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B ．当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用C ．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D ．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀5．关于金属腐蚀的如下各叙述中，正确的是（ ）A ．金属被腐蚀的本质是：M+n H 2O=M(OH)n +2n H 2↑ B ．马口铁（锡铁）镀层破损后被腐蚀时，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6．(2011·北京理综，8)结合下图判断，下列叙述正确的是( )A ．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护B ．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe －2e －===Fe 2＋C ．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －D ．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量NaOH 溶液，均有红褐色沉淀生成7．(2011·山东理综，15)以KCl 和ZnCl 2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( )A ．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用8.(2011·泰州高二调研)有关如图装置的叙述不正确的是( )A．这是电解NaOH溶液的装置B．该装置中Pt为正极，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．该装置中Fe为负极，电极反应为：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2D．这是一个原电池装置9．(2011·浙江理综，10)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圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如右图所示。
金属表面腐蚀产物
金属表面腐蚀产物金属表面腐蚀产物是金属在特定环境条件下，由于化学反应、电化学反应或物理作用，导致金属表面逐渐损坏并形成的一层或多层化合物。
这些腐蚀产物不仅影响金属的外观和性能，还可能对金属的使用寿命和安全性产生重大影响。
因此，对金属表面腐蚀产物的研究具有重要意义。
一、金属腐蚀的基本概念金属腐蚀是指金属在环境介质中，由于化学或电化学作用而引起的破坏。
这种破坏可以是局部的，也可以是全面的，它会导致金属的强度、塑性、韧性等性能的降低，严重时甚至会导致金属的完全失效。
金属腐蚀是一种普遍存在的现象，无论是在大气、水、土壤还是在化工、海洋等环境中，金属都可能发生腐蚀。
二、金属表面腐蚀产物的形成金属表面腐蚀产物的形成是一个复杂的过程，它受到多种因素的影响，包括金属的种类、环境介质的性质、温度、湿度、氧气浓度等。
一般来说，金属表面腐蚀产物的形成可以分为以下几个步骤：1. 金属表面的氧化：金属与环境中的氧气发生反应，生成金属氧化物。
这是金属腐蚀的初始步骤，也是最重要的一步。
因为金属氧化物的性质决定了后续腐蚀产物的种类和性质。
2. 腐蚀产物的形成：在金属氧化物的基础上，环境中的其他物质（如水、酸、碱、盐等）会与金属氧化物发生反应，生成各种腐蚀产物。
这些腐蚀产物可能是金属的氢氧化物、硫化物、氯化物等。
3. 腐蚀产物的积累和演变：随着时间的推移，腐蚀产物会在金属表面不断积累，形成一层或多层的腐蚀产物膜。
这层膜会改变金属表面的性质，如粗糙度、润湿性等，从而影响金属的耐腐蚀性能。
同时，腐蚀产物还可能发生进一步的化学反应或物理变化，导致腐蚀产物的种类和性质发生变化。
三、金属表面腐蚀产物的种类和性质金属表面腐蚀产物的种类和性质因金属种类和环境条件的不同而异。
以下是一些常见的金属表面腐蚀产物及其性质：1. 铁的腐蚀产物：铁在潮湿的空气中容易生锈，主要生成的是铁的氧化物（如Fe2O3·xH2O）和氢氧化物（如Fe(OH)3）。
金属的腐蚀与防护
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
镀锌
课堂检测
2、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圈中心区(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。导致现象产生的主要原因是液滴之下氧气 含量比边缘处少。下列说法正确的是( D ) A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移 B．铁腐蚀严重的区域，生锈也严重 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．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋ 2H2O＋4e－===4OH－
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课堂小结
一.金属的腐蚀 1.定义 2.本质 化学腐蚀 3.分类
钢铁的析氢腐蚀(次要) 钢铁的吸氧腐蚀（主要）
电化学腐蚀
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
思考：根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金 属腐蚀的方法？
衣架和电线的外面包 上一层料层
某些工具的“机械转动部位”选 用油脂来防锈，为什么不能用油
生活中常见的一些防护措施
自行车的钢圈和车铃是在钢上镀 健身器材刷油漆以防锈 上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr
金属的电化学防护
2、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。航海船 只的船底四周镶嵌锌块，就是利用牺牲 阳极保护法来保护船体的。
金属跟接触到的干燥气体（如SO2、Cl2、O2等）或 非电解质溶液（石油）等直接发生化学反应而引起 的腐蚀。
金属的腐蚀
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↑。
课堂练习
2.下列各情况，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺 2H++ 2e- =H2 ↑ 中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。
问题讨论 钢铁在潮湿的空气中为什么易 Fe–2e-＝Fe2+
负极（Fe）： Fe - 2e- = Fe2+ 装置a中的导管中水柱上升，装置b中的导管中水柱下降。
生锈? 正极(C)： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
电池反应： Fe + 2CH3COOH =(CH3COO)2Fe + H2 ↑
发生化学反应而引起的腐蚀。 O2+2H2O+4e-＝4OH－
2H++2e-＝H2↑ 铁腐蚀了,铁锈斑斑,让人心酸; 第四节 金属的腐蚀
2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O 铁腐蚀了,铁锈斑斑,让人心酸; 电化学腐蚀 ：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。
活动与探究 2
取一大勺的铁粉和一小勺的 碳粉混合均匀放入具支试管 中，再加入少于1/3试管容积 的CH3COOH溶液，迅速塞上 塞子，几分钟后，观察滴有 几滴红墨水的蒸馏水的试管 中导管的水柱的变化。
实验现象： 装置a中的导管中水柱上升，装置b中的 导管中水柱下降。
金属腐蚀原理
金属腐蚀原理金属腐蚀是指金属在特定条件下与周围环境中的化学物质发生反应导致其损失其原有性能和结构的现象。
金属腐蚀是一种自然现象，不可避免地影响了工业、农业、医疗、建筑和航空等领域的金属制品。
金属腐蚀的原理主要涉及以下几个方面：1. 化学反应金属与环境中的化学物质接触时，必然发生一系列化学反应。
铁与水和氧气反应会形成氧化铁，即铁锈。
Fe + H2O + O2 → Fe2O3·nH2O（铁锈）金属的电化学性质在这个过程中起着关键的作用。
如铜与氯离子反应如下：Cu + 2Cl- → CuCl2 + 2e-金属的原子释放出电子，产生正离子。
在电解质中，这些正离子随后会与负离子反应，导致金属表面的电化学腐蚀。
2. 电化学反应金属的表面被涂上一层绝缘性较好的材料或涂层，可以防止其与外部环境发生化学反应。
当涂层损坏或表面存在缺陷时，金属会变得更易受到腐蚀。
此时，金属会表现出电化学反应，也就是在金属表面形成电池。
金属的电子从阴极（电池的负极）流向阳极（电池的正极），从而导致阳极处的金属被电化学腐蚀。
3. 介质腐蚀金属腐蚀还会受到介质的影响，介质包括气体、液体和固体。
在钢材上，只有当表面附着了盐、油、水或化学物质等附件时，金属才会腐蚀。
在线的腐蚀往往会发生在地下管道和油罐等结构中，因为它们被完全包围在介质中。
在这种情况下，防护系统和钝化剂等方法可能会用来防护金属免受腐蚀的影响。
4. 海洋水腐蚀金属在海洋环境中面临更复杂的腐蚀挑战，因为海洋环境包含盐、水以及许多化学物质。
海水的腐蚀效果比纯水的腐蚀效果更严重，并可以在金属表面形成锈。
氯离子是最具腐蚀性的物质。
在船舶、桥梁和海上平台等重要结构中，通常需要采用特殊的腐蚀防护措施来保护金属免受海洋环境的损害。
金属腐蚀涉及多个因素，包括化学反应、电化学反应、介质腐蚀和海水腐蚀等。
通过了解这些原理，我们可以采取更有效的方法来防止金属腐蚀并延长其寿命。
除了了解金属腐蚀的原理之外，还需要对不同类型的金属腐蚀有深入的了解。
金属的腐蚀和防护
这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
科学探究
不同条件下铁钉的腐蚀
现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、 NaCl溶液、CH3COOH溶液和煮沸后迅速 冷却的蒸馏水，你也可以选用其他物品，设 计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在 什么条件下锈蚀速率快。
实 验 方 案
CH3COOH溶 煮沸后迅速冷 液 却的蒸馏水 NaCl溶液
家用燃气灶
放在南极已差不多 90年食品罐头
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。
2、电化学腐蚀
不纯的金属（或合金）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、介质：遇潮湿空气、腐蚀性气体、电 解质溶液，容易被腐蚀
思考与交流
讨论自行车的不同构件如链条、钢圈、 支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施？
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。
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
植 物 油 煮沸后迅速冷 却的蒸馏水 植物油
有气泡产 记 录 生，反应 速率快
相当长时 间铁钉未 被腐蚀
铁钉渐 渐生锈
无现象
无现象
铁钉被腐 由于无O2，铁钉被 较长时间 腐蚀 蚀最快 结 铁钉未被 论 腐蚀
由于无 O2，铁 钉未被 腐蚀
由于无O2、 H2O铁钉 不能被腐 蚀
钢铁在干燥的空气里长时间不易被 腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐 蚀,这是什么原因呢?
其中铁作负极,碳作正极
电解质溶 液
腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护金属有许多优良的性质，例如导电性、导热性、强度、韧性、可塑性、耐磨性、可铸造性等。
金属材料至今依然是最重要的结构材料，广泛应用于生产、生活和科技工作的各个方面。
金属制品在生产和使用的过程中，受到各种损坏，例如，机械磨损、生物性破坏、腐蚀等。
1、金属腐蚀的定义金属的腐蚀是金属在环境的作用下所引起的破坏或变质。
金属的腐蚀还有其他的表述。
所谓环境是指和金属接触的物质。
例如自然存在的大气、海水、淡水、土壤等，以及生产生活用的原材料和产品。
由于这些物质和金属发生化学作用或电化学作用引起金属的腐蚀，在许多功能情况下还同时存在机械力、射线、电流、生物等的作用。
金属发生腐蚀的部分，由单质变成化合物，至使生锈、开裂、穿孔、变脆等。
因此，在绝大多数的情况下，金属腐蚀的过程是冶金的逆过程。
2、金属腐蚀的分类（1）按腐蚀过程的分，主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是金属和环境介质直接发生化学作用而产生的损坏，在腐蚀过程中没有电流产生。
例如金属在高温的空气中或氯气中的腐蚀，非电解质对金属的腐蚀等。
引起金属化学腐蚀的介质不能导电。
电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生电化学作用而引起的损坏，在腐蚀过程中有电流产生。
引起电化学腐蚀的介质都能导电。
例如，金属在酸、碱、盐、土壤、海水等介质中的腐蚀。
电化学腐蚀与化学腐蚀的主要区别在于它可以分解为两个相互独立而又同时进行的阴极过程和阳极过程，而化学腐蚀没有这个特点。
电化学腐蚀比化学腐蚀更为常见和普遍。
（2）按金属腐蚀破坏的形态和腐蚀区的分布，分为全面腐蚀和局部腐蚀。
全面腐蚀，是指腐蚀分布于整个金属的表面。
全面腐蚀有各处的腐蚀程度相同的均匀腐蚀；也有不同腐蚀区腐蚀程度不同的非均匀腐蚀。
在用酸洗液清洗钢铁、铝设备时发生的腐蚀一般属于均匀腐蚀。
而腐蚀主要集中在金属表面的某些区域称为局部腐蚀。
尽管此种腐蚀的腐蚀量不大，但是由于其局部腐蚀速度很大，可造成设备的严重破坏，甚至爆炸，因此，其危害更大。
腐蚀是指金属材料或制件在周围环境介质的作用下
腐蚀是指金属材料或制件在周围环境介质的作用下，逐渐产生的损坏或变质的现象。
通常认为：金属在环境中，由于他们之间所产生的化学、电化学反应及物理溶解作用而引起损坏或变质。
或者说，金属腐蚀是金属在环境中，在金属表面或截面上进行的化学或电化学多相反应，结果使金属转入了氧化（离子）状态。
热力学研究揭示出大多数金属都具有与周围环境发生作用而转入氧化离子状态的倾向，即金属腐蚀是一种自发的趋向，不可避免。
由于金属腐蚀给国民经济的发展带来的经济损失约占当年国民经济生产总值的1.5%~4.2%左右，金属腐蚀问题遍及国民经济的各个领域，从日常生活到工农业生产，从尖端科学技术到国防工业的发展，凡是使用金属材料的地方，都不同程度的存在着腐蚀问题。
它给人们带来了巨大的经济损失，造成了灾难性的事故，耗竭了宝贵的能源与资源。
为将腐蚀造成的损失减低到最低限度，腐蚀研究者创造和发展了很多的防腐蚀措施，而缓蚀剂应用则是其中应用较广，效果比较显著的手段之一。
美国试验与材料协会（ASTM）将缓蚀剂定义为“以适当的浓度和形式存在于介质中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或复合物”。
这一定义具有严格的科学性。
1860年英国公布的酸洗铁板用缓蚀剂这一世界上第一个缓蚀剂专利，从此，宣告了人们研究、应用缓蚀剂时代的开始。
此后的百多年间，缓蚀剂的研究一直相当活跃，成果显著，每年都有大量的专利和产品问世，现在人们已从天然物质转向合成性能优越的化合物来适应不同层次、不同方面的需求，同时也将蚀剂从实际应用上升到理论研究的高度，使缓蚀剂理论得到迅速发展和完善，反过来指导缓蚀剂的研制和应用。
缓蚀剂的作用机理缓蚀机理概述对缓蚀剂作用机理的研究可以追溯到20 世纪初，而近三十年代来，这方面的研究更是引起了广大腐蚀科学工作者的重视。
1927年Fischer对抑制腐蚀电极反应的不同方式作了仔细的分析后，提出了界面抑制机理，电解液抑制机理，膜抑制机理及钝化机理。
Lorenz和ansfeld也明确提出用界面抑制和相界面抑制来表达两种不同的电极反应阻滞机理。
金属腐蚀类型
金属腐蚀类型金属腐蚀是一种常见现象，指的是金属与周围环境中的物质发生化学反应，导致金属表面发生变化和破坏的过程。
金属腐蚀可以分为多种类型，下面将逐一介绍。
1. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中发生的腐蚀过程。
在电解质溶液中，金属表面会发生氧化和还原反应，导致金属的溶解和腐蚀。
电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式之一，常见的例子有铁锈的形成。
2. 高温氧化腐蚀高温氧化腐蚀是指金属在高温氧气环境中发生的腐蚀过程。
在高温下，金属表面与氧气反应，形成金属氧化物。
这种腐蚀常见于高温下的金属设备和材料，如锅炉、炉子等。
3. 化学腐蚀化学腐蚀是指金属与化学物质发生反应而导致的腐蚀过程。
不同的化学物质对金属的腐蚀性不同，常见的化学腐蚀包括酸腐蚀、碱腐蚀等。
例如，硫酸可以腐蚀金属，产生氢气和硫酸盐。
4. 浸蚀腐蚀浸蚀腐蚀是指金属在液体中长时间浸泡而发生的腐蚀过程。
液体中的溶解物质会与金属发生化学反应，导致金属表面的腐蚀和破坏。
例如，海水中的盐分会腐蚀金属，并导致腐蚀性海水的产生。
5. 气体腐蚀气体腐蚀是指金属与气体发生化学反应而导致的腐蚀过程。
某些气体，如氧气、硫化氢等，具有较强的腐蚀性，会导致金属表面的氧化和腐蚀。
常见的气体腐蚀包括氧化腐蚀、硫化腐蚀等。
6. 微生物腐蚀微生物腐蚀是指由微生物引起的金属腐蚀。
微生物可以生长在金属表面并分泌酸性物质，使金属发生腐蚀。
微生物腐蚀常见于水域、土壤等环境中，对金属设备和结构造成一定的腐蚀破坏。
以上是几种常见的金属腐蚀类型。
金属腐蚀是一个重要的问题，会导致金属结构的损坏和设备的失效。
因此，我们应该加强对金属腐蚀的研究和防护，采取合理的措施来延缓腐蚀的发生和进展。
只有这样，才能保证金属材料的正常使用和寿命的延长。
腐蚀基本概念
金属腐蚀，是金属和周围介质接触时由于发生化学和电化学作用而引起的破坏作用。
从热力学观点看，除了少数贵金属(如金、铂)外，各种金属都有转变成离子的趋势，就是说金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。
金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化。
造成设备破坏、管道泄漏、产品污染，酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，遭受巨大的经济损失。
据估计，世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3．5％-4．2％。
因此，研究金属的腐蚀机理，采取防护措施，具有十分重大的意义。
【金属腐蚀的基本类型】1. 均匀腐蚀金属在绝大多数酸性溶液中，会发生不同程度的溶解，形成均匀腐蚀，溶解速度基本均匀。
通常，溶液温度升高，溶质浓度加大，都可能加速金属的腐蚀。
不仅如此，金属在大气、海洋、土壤及高温条件下，也会发生不同程度的均匀腐蚀。
2. 点腐蚀（pitting Corrosion）点腐蚀又称为孔蚀（小孔腐蚀），是在金属上产生针尖状、点状、孔状的一种为局部的腐蚀形态。
点腐蚀是阳极反应的一种独特形式，是一种自催化过程，即点腐蚀孔内的腐蚀过程造成的条件既促进又足以维持腐蚀的继续进行。
3. 缝隙腐蚀（Crevice Corrosion）缝隙腐蚀是一种局部腐蚀。
金属部件在电解质溶液中，由于金属与金属或金属与非金属之间形成缝隙，其宽度足以使介质浸入而又使介质处于一种停滞状态（一般在0.025 ~ 0.1mm），使得缝隙内部腐蚀加剧的现象称为缝隙腐蚀。
缝隙腐蚀多发生在金属连接（缝）处和表面污垢处。
4. 电偶腐蚀（galvanic corrosion）因彼此腐蚀电位不同，造成同一介质中异种金属接触部位的局部腐蚀，就是电偶腐蚀，亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。
此时，两种金属构成宏观腐蚀电池，产生电偶电流，使电位较低的金属（阳极）溶解速度增加，电位较高的金属（阴极）溶解速度减小。
阴阳极面积比增大，介质电导率减小，都使阳极腐蚀加重。
金属的腐蚀与防护知识点总结
金属的腐蚀与防护知识点总结第三单元金属的腐蚀与防护知能定位1.了解金属腐蚀的缘故，能辨不金属发生腐蚀的类型。
2.了解金属电化学腐蚀的缘故及反应原理。
3.了解金属防护的普通办法及金属的电化学防护的原理。
情景切入铁生锈的现象随处可见，为啥铁在潮湿的环境中容易生锈？采取啥措施能够防止铁生锈呢？自主研习一、金属的电化学腐蚀1.金属腐蚀（1）定义金属或合金与身边环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
（2）实质金属失去电子被氧化。
（3）类型①化学腐蚀：指金属与其他物质直截了当接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。
腐蚀过程中无电流产生。
②电化学腐蚀：指别纯的金属或合金发生原电池反应，使较爽朗的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。
2.电化学腐蚀（1）吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性非常弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。
负极： 2Fe==4e-+2Fe2+；正极： 2H2O+O2+4e-==4OH-；总反应： 2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH) 2。
最后生成铁锈（要紧成分为Fe2O3·xH2O），反应如下：4Fe(OH) 2+O2+2H2O==4Fe(OH) 3；2Fe(OH) 3==Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O。
(2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中别断有H2放出。
负极： Fe==Fe2++2e-；正极： 2H++2e-==H2↑;总反应：Fe+2H+==Fe2++H2↑。
二、金属的电化学防护1.金属的防护（1）本质：阻挠金属发生氧化反应。
（2）办法①改变金属内部结构，如制成合金等。
②加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。
③电化学防护2.电化学防护（1）牺牲阳极的阴极爱护法将被爱护金属与比其更爽朗的金属连接在一起，更爽朗的金属作阳极（负极）被腐蚀，作为阴极（正极）的金属被爱护。
（2）外加电流的阴极爱护法（原理如图）课堂师生互动类型析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件水膜酸性较强水膜酸性较弱电解质溶液溶有CO2的水溶t液溶有O2的水溶液负极反应Fe-2e-==Fe2+正极反应2H++2e-==H2↑O2+2H2O+4e-==4OH-电子怎么流淌形成电通路Fe失2e-，成为Fe2+进入溶液，Fe失去的e-流入C极，H+趋向于C极，与C极上的e-结合成H2析出溶液Fe失2e-成为Fe2+进入溶液，Fe失去的e-流入C极，在C极O2获得e-成为OH-进入溶液其他反应及产物Fe2++2OH-==Fe(OH) 22Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3;2Fe(OH)3==Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O普遍性吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍考例１（2009·北京卷，6）下列叙述别正确的是（）A..铁表面镀锌，铁作阳极B.船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2+2H2O+4e--==4OH-D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl--2e-==Cl2↑解析：本题要紧考查电化学知识，只要掌握原电池和电解的原理就能作答，A项中锌作阳极，B项锌作负极，铁被爱护，C、D基本上正确的。
【知识解析】金属的腐蚀
金属的腐蚀1 金属腐蚀教材延伸对金属腐蚀的原因应从内因和外因两个方面分析：（1）金属本身“不纯”，为形成原电池创造了“先天”条件；（2）长期将金属制品放置于潮湿或酸性较强的空气中，为金属腐蚀创造了“后天”环境。
2 化学腐蚀与电化学腐蚀的比较名师提醒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产生电流。
腐蚀过程中有电流产生的为电化学腐蚀，否则为化学腐蚀。
3 钢铁的电化学腐蚀根据电解质溶液的酸碱性不同，钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
（1）析氢腐蚀①定义：在酸性环境中，由于在腐蚀过程中不断有H2放出，所以叫做析氢腐蚀，如图4－3－2所示。
钢铁的析氢腐蚀示意图图4－3－2②钢铁析氢腐蚀的原理钢铁制品中的铁、少量的碳和酸性水膜构成了原电池。
有关的反应如下：负极（Fe）：Fe－2e－===Fe2＋（氧化反应）正极（C）：2H＋＋2e－===H2↑（还原反应）总反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑③析氢腐蚀的原理分析在潮湿的空气中，钢铁表面会形成一薄层水膜，若水膜里溶解有CO2、SO2、H2S等气体，使水膜里含有一定量的H＋（原因为H2O H＋＋OH－，H2O＋CO2H2CO3H＋＋HCO3－等）。
此时电解质溶液酸性较强，在钢铁表面构成无数微小的原电池，其中Fe和C分别作负极和正极，铁在负极失去电子发生氧化反应，H＋在正极得到电子发生还原反应；微小原电池中电子从负极流向正极。
（2）吸氧腐蚀①钢铁吸氧腐蚀的原理分析一般情况下，如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气，就会发生吸氧腐蚀。
如图4－3－3所示。
钢铁的吸氧腐蚀示意图图4－3－3有关的反应如下：负极（Fe）：Fe－2e－===Fe2＋（氧化反应）正极（C）：2H2O＋O2＋4e－===4OH－（还原反应）总反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe（OH）2②铁锈的形成过程Fe（OH）2继续与空气中的O2作用，生成Fe（OH）3，即4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe （OH）3，Fe（OH）3失去部分水生成Fe2O3·x H2O（铁锈的主要成分），即2Fe（OH）===Fe2O3·x H2O＋（3－x）H2O。
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（ 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↑。
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， 下列对起原因的分析，最可能的是( D )
M – ne- == Mn+ （氧化反应）
金属腐蚀的类型
化学腐蚀 —直接氧化反应
电化学腐蚀 —原电池反应
思考探究
钢铁的腐蚀
1、钢铁在什么条件下容易发生腐蚀？ 2、主要发生那种类型的金属腐蚀？ 3、这种腐蚀的主要化学原理有哪些？
2. 电化学腐蚀 [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
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。
第三章 探索生活材料
第二节 金属的腐蚀与防护
（第二课时）
湖南科技大学化学化工学院 彭巍
你知道吗？
1、什么是金属腐蚀？其本质是什么? 2、金属腐蚀有哪些种类？ 3、什么是电化学腐蚀？
回顾与整理
一、金属的腐蚀
1、金属腐蚀——金属或合金跟的本质： 失e金属阳离子
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+ -= 4OHO + 2H O + 4e 正极： 2 2 电池反应：2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
进一步反应：
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3· xH2O+(3-x) H2O
不纯金属或合金 跟电解质溶液接触 有微弱电流产生 较活泼金属被氧化 与电解质溶液的酸碱 性及金属活性有关
影响 因素
联系
与接触物质的氧化性 及温度有关
两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍
二、金属的电化学防护
1.牺牲阳极的阴极保护法
形成原电池时，让被保护金属作正极 原理 ： (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。
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
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
通过本节课的学习 , 我们认识到 金属腐蚀的危害极大, 运用化学反应 原理能对金属进行有效防护。然而， 在复杂多变的自然环境中并非如此简 单，“金属的腐蚀与防护”始终是一 个世界性的异常棘手的科技难题。防 止金属腐蚀，任重道远！
下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速 例1： 率由慢到快的顺序是 (4) (2) (1) (3)
1、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
-＝Fe2+ Fe – 2e 吸氧 腐蚀，电极反应式为：负极： , -＝4OH－ O +2H O+4e 正极： 2 2
当钢铁处于酸性环境中 析氢腐蚀：
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。
化学腐蚀
条件 现象 本质 金属跟干燥气体或非 电解质液体直接接触 无电流产生 金属被氧化
电化学腐蚀