1原电池金属腐蚀和防护
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.了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。
2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。
3.了解金属防护的一般方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，为什么铁在潮湿的环境中容易生锈？采取什么措施可以防止铁生锈呢？自主研习一、金属的电化学腐蚀1.金属腐蚀(1)定义金属或合金与周围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接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：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼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很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。
负极：2Fe=4e-+2Fe2+；正极：2H20+02+4e-==40H-；总反应：2Fe+02+2H20==2Fe(OH)2。
最终生成铁锈(主要成分为Fe203-xH20),反应如下：4Fe(OH)2+02+2H20==4Fe(OH)3；2Fe(OH)3==Fe203•xH20+(3-x)H20o(2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有H2放出。
负极：Fe=Fe2++2e-；正极：2H++2e-=H2f;总反应：Fe+2H+==Fe2++H2f。
二、金属的电化学防护1.金属的防护(1)本质：阻止金属发生氧化反应。
(2)方法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）牺牲阳极的阴极保护法将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起，更活泼的金属作阳极（负极）被腐蚀，作为阴极（正极）的金属被保护。
（2）外加电流的阴极保护法（原理如图）课堂师生互动考例1（2009-北京卷，6）下列叙述不正确的是（）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-==Cl2f解析：本题主要考查电化学知识，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，铁被保护，C、D都是正确的。
金属腐蚀与防护考试试卷(附实验)及答案
金属腐蚀与防护试卷1一、解释概念:（共8分，每个2分）钝性，碱脆、SCC、缝隙腐蚀二、填空题：（共30分，每空1分）1．称为好氧腐蚀，中性溶液中阴极反应为，好氧腐蚀主要为控制，其过电位与电流密度的关系为。
2．在水的电位-pH图上，线ⓐ表示关系，线ⓑ表示关系，线ⓐ下方是的稳定存在区，线ⓑ上方是的稳定存在区，线ⓐ与线ⓑ之间是的稳定存在区。
3．热力系统中发生游离CO2腐蚀较严重的部位是，其腐蚀特征是，防止游离CO2腐蚀的措施是，运行中将给水的pH值控制在范围为宜。
4．凝汽器铜管在冷却水中的脱锌腐蚀有和形式。
淡水作冷却水时易发生脱锌，海水作冷却水时易发生脱锌。
5．过电位越大，金属的腐蚀速度越，活化极化控制的腐蚀体系，当极化电位偏离E corr足够远时，电极电位与极化电密呈关系，活化极化控制下决定金属腐蚀速度的主要因素为、。
6．为了防止热力设备发生氧腐蚀，向给水中加入，使水中氧含量达到以下，其含量应控制在，与氧的反应式为，加药点常在。
7．在腐蚀极化图上，若P c>>P a，极极化曲线比极极化曲线陡，这时E corr值偏向电位值，是控制。
三、问答题：（共24分，每小题4分）1．说明协调磷酸盐处理原理。
2．自然界中最常见的阴极去极化剂与其反应是什么？3．锅炉发生苛性脆化的条件是什么？4．凝汽器铜管内用硫酸亚铁造膜的原理是什么？5．说明热力设备氧腐蚀的机理。
6．说明腐蚀电池的电化学历程，并说明其四个组成部分。
四、计算：（共24分，每小题8分）析氢腐蚀？并求出碳钢在此条件下不发生析氢腐蚀的最小pH 值。
（E 0Fe 2+/Fe = - 0.44）2．写出V -与i corr 的关系式与V t 与i corr 的关系式，并说明式中各项的物理意义。
3．已知铜在含氧酸中和无氧酸中的电极反应与其标准电极电位：Cu = Cu 2+ + 2e E 0Cu 2+/Cu = + 0.337VH 2 = 2H + + 2e E 02H +/H = 0.000V2H 2O = O 2 + 4H + + 4e E 0O 2/H 2O = +1.229V问铜在含氧酸和无氧酸中是否发生腐蚀？五、分析：（共14分，每小题7分）1．试用腐蚀极化图分析铁在浓HNO 3中的腐蚀速度为何比在稀HNO 3中的腐蚀速度低？2. 炉水协调磷酸盐-pH 控制图如图1，如何根据此图实施炉水水质控制，试分析之。
人教版高二年级选修1 第三章第二节 《金属的腐蚀和防护》教学设计
第三章探索生活材料第二节金属的腐蚀和防护一、教材分析《金属的腐蚀和防护》是人教版高中化学选修一《化学与生活》第三章第二节。
本节包括两部分内容:金属的腐蚀和防护。
内容涉及金属腐蚀的化学原理（化学腐蚀、电化学腐蚀）、影响腐蚀速率的因素、强调指出金属腐蚀的本质以及金属防护的常用方法等。
在学习了原电池原理的基础上，引导学生学习金属的腐蚀与防护，重点是能够用金属电化学腐蚀的原理解释生活中金属腐蚀的现象，加深了学生对化学与生活实际联系的认识。
本节内容是本章理论知识的实际应用，有助于学生将感性认识转化为理性认识，从而体会化学学习的价值，更有利于培养学生发现问题、分析问题、联系实际解决问题的能力。
二、学情分析已有基础：初中化学进行过活动与探究《铁钉锈蚀的条件》实验，了解了铁的腐蚀是氧气和水共同作用的结果，并且学习了原电池原理，再此基础上学习比较容易接受。
知识不足：对知识的学习只注重表面现象，缺少生活经验。
能力不足：缺乏理论联系实际的能力，缺乏一定的综合思维能力。
发展方向：了解化学与人类生产、生活的密切关系，培养学习化学的兴趣；培养由现象看本质的辩证唯物主义观点，发展从实践到理论、又从理论到实践的认知规律。
三、教学目标（一）知识与技能1.掌握金属腐蚀的化学原理；2.知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。
（二）过程与方法通过观察演示实验，结合日常生活经验，分析实验本质，体验科学探究的过程，学习探究方法，初步形成科学探究的能力。
（三)情感态度与价值观感受化学在生产生活中的重要地位，培养学生关注社会问题的意识和责任感。
四、教学重、难点重点：金属的电化学腐蚀原理难点：金属的电化学腐蚀原理五、教学过程六、课堂练习1.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？2.请你预测铁在月球上会不会生锈？为什么？七、作业布置完成教材P53页2、4题八、板书设计第二节金属的腐蚀和防护九、教学反思。
1原电池金属腐蚀和防护
原电池
一、原电池原理 二、金属的腐蚀和防护 三、化学电源
一、原电池原理
实验分析：
１.电流是如何产生的? 2.铜片上为什么有气泡? 锌片(-) : Zn－2e- ＝Zn2＋ 铜片(+) : 2H+ + 2e- = H2↑
定义: 把化学能转变为电能的装置。
问题探究:
１.形成原电池的条件: 2.原电池的电极名称、电极反应、电极判断 负极：电子流出的一极，发生氧化反应，较活泼的一极
电
(+)C: O2+2H2ห้องสมุดไป่ตู้+4e-
极 (+)C: 2H++2e-=H2↑ 反
=4OH总: 2Fe+2H2O+O2=2Fe(
应 总:
Fe+ 2H+= Fe2++H2↑
4OFHe()O2H)2+2H2O+O2=4Fe(O
H)3
Fe2O3·nH2O（铁锈）
联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
金属腐蚀的危害:
三、判断金属腐蚀快慢的规律：
一、不纯金属或合金的腐蚀快慢： （1）与构成原电池的材料有关，两极材料活泼性差别越大，
金属腐蚀与防护课后习题及实验答案
3、大阴极小阳极会加速腐蚀速率4、腐蚀极化图说明其应用。
腐蚀极化图是一种电位—电流图，它是把表征腐蚀电池特征的阴、阳极极化曲线画在同一张图上构成的。
腐蚀极化图的应用（1）极化图用于分析腐蚀速度的影响因素(a)腐蚀速度与腐蚀电池初始电位差的关系：腐蚀电池的初始电位差（EO,C- EO,A )，是腐蚀的原动力(b)极化性能对腐蚀速度的影响：若腐蚀电池的欧姆电阻很小，则极化性能对腐蚀电流有很大的影响(c)溶液中含氧且及络合剂对腐蚀速度的影响；（例铜在含氧酸及氰化物中腐蚀极化图）(d)其他影响腐蚀速度的因素，如阴、阳极面积比和溶液电阻等。
（2）腐蚀速度控制因素：阳极控制、阴极控制、混合控制和欧姆控制。
1化学腐蚀的概念、及特点答案：化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反应而引起的变质或损坏现象称为金属的化学腐蚀。
是一种纯氧化-还原反应过程，即腐蚀介质中的氧化剂直接与金属表面上的原子相互作用而形成腐蚀产物。
在腐蚀过程中，电子的传递是在介质与金属之间直接进行的，没有腐蚀电流产生，反应速度受多项化学反应动力学控制。
归纳化学腐蚀的特点1.在不电离、不导电的介质环境下2.反应中没有电流产生，直接完成氧化还原反应3.腐蚀速度与程度与外界电位变化无关11、举例说明有哪些可能的阴极去极化剂?当有几种阴极去极化剂同时存在时，如何判断哪一种发生还原的可能性最大?自然界中最常见的阴极去极化反应是什么?答案：（1）氢离子还原反应或析氢反应（电极反应式）；（2）溶液中溶解氧的还原反应；（3）溶液中高价离子的还原反应；（4）溶液中贵金属离子的还原反应。
判断：（⊿G）T，P= nF⊿E（⊿G）T，P= nF（EC - EA）其中：EC 为氧化剂电位； EA为还原剂电位。
因此，⊿E越负，反应可能性越最大；有些情况下可利用氧化剂的平衡电极电位EC来粗略判断阴极去极化反应的可能性大小。
最常见的阴极去极化反应：析氢反应和吸氧反应12、何谓腐蚀极化图?说明其应用。
金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀与防护篇一：金属的电化学腐蚀与防护知识点[知识分类和归纳]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材料的反应造成的损失现象。
（2）精髓金属原子电子变成阳离子的过程．即金属发生了反应．(3)类型根据与金属的区别，它可以分为腐蚀和腐蚀2．化学腐蚀金属与干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）或非电解质液体（如石油）直接接触造成的腐蚀3．电化学腐蚀(1)概念当不纯金属与电解液接触时，它会发生反应，活性较高的金属会失去电子并被氧化。
（2）分类以钢铁的腐蚀为例【问题探索】将纯铁放入稀H2SO4中是否会发生析氢腐蚀？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．二、金属保护1．改变金属内部组织结构如制成等．2.在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）牺牲阳极阴极保护原理被保护的金属上连接一种更的金属，被保护的金属作原电池的极．(2)外加电流的阴极保护法――原理受保护的金属连接到电源的电极，并充当电解槽的电极【自我诊断训练】1.（2022福建高三质检）打开右图所示装置中的止水夹，一段时间后，可能观察到的现象为（）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2.在以下关于金属腐蚀的描述中，正确的描述是（）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3.如图所示，铁块腐蚀速率的正确顺序为（）a．ⅰ＞ⅱ＞ⅲb．ⅰ＞ⅲ＞ⅱc．ⅱ＞ⅰ＞ⅲd．ⅱ＞ⅲ＞ⅰ4.以下关于钢制品防腐的陈述是正确的（）a．在铁门、铁窗表面涂上油漆b、由于采用了保护涂层或电镀等防腐措施，自行车的所有部件都不需要停放在防雨的地方。
原电池金属的腐蚀和防护
原电池金属的腐蚀和防护考纲解读考点考纲考查形式原电池原理理解原电池的工作原理以选择题或填空题考查原电池原理常见的原电池了解常见化学电源的种类及其工作原理以生产生活为背景的选择题或填空题考查原电池的应用了解原电池和电解池的应用。
以选择题或填空题考查原电池应用金属的腐蚀和防护了解金属发生电化学腐蚀的原因。
了解金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。
以选择题考查金属的腐蚀和防护基础再现.思考提醒一、原电池1．概念：把能转化为能的装置．2.工作原理：(以锌—铜原电池为例)。
电极名称负极正极电极材料电极反应反应类型反应反应电子流向由沿导线流向离子移动方向3．构成条件(1)两个的电极． (2)将电极插入中．(3)用导线连接电极构成．(4)能自发进行反应．二、化学电源1．一次电池(1)碱性锌锰干电池负极反应：________________________________________________________________________；正极反应：2MnO 2＋2H 2O ＋2e －===2MnOOH ＋2OH －； 总反应式：Zn ＋2MnO 2＋2H 2O===2MnOOH ＋Zn(OH)2。
(2)锌银电池 负极反应：________________________________________________________________________；正极反应：Ag 2O ＋H 2O ＋2e －===2Ag ＋2OH －； 总反应式：Zn ＋Ag 2O ＋H 2O===Zn(OH)2＋2Ag 。
2．二次电池(可充电，可多次重复使用) 如铅蓄电池：H 2SO 4作电解质溶液 负极反应：________________________________________________________________________；正极反应：PbO 2＋2e －＋4H ＋＋SO 2－4===PbSO 4＋2H 2O ； 总反应式：Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 42PbSO 4＋2H 2O 。
金属的电化学腐蚀与防护
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
①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。 ②在金属表面覆盖保护层。 ③改变金属内部的组成结构，制成合金。
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
4.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)
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：
第四章 电化学基础
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
金属的腐蚀在生活中非常普遍
钢铁生锈
中国航天工业总公司第三十一研究所近日公布了一组数据：
全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈. 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约100000亿美元， 我国钢铁腐蚀经济损失高达2800亿人民币.
一、金属的腐蚀 1、什么是金属腐蚀？ 指金属或合金与周围接触到的气体或液体进 行化学反应而腐蚀损耗的过程。
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。
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。
辅助阳极 （石墨）
3.金属的常见防护方法 ⑴.在金属表面覆盖保护层。
Fe-2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2
2H++Fe=Fe2++H
金属的电化学腐蚀与防护
新型防腐技术的研发与推广
新型防腐技术：包括 涂层保护、电化学保
护、缓蚀剂保护等
推广应用：在石油、 化工、船舶、电力等
领域的应用情况
研发进展：新型防腐 材料、新型涂层技术、 新型电化学保护技术
等
未来展望：新型防腐 技术的发展趋势和前
景
金属电化学腐蚀与防护的理论研究进展
金属腐蚀电化学原理：介 绍了金属腐蚀的电化学机 制，包括阳极反应和阴极
金属电化学腐蚀与防护的研究 进展
新型防腐材料的研究与应用
新型防腐材料的 种类：包括金属 氧化物、陶瓷、 高分子材料等
新型防腐材料的 性能特点：具有 良好的耐腐蚀、 抗氧化、抗疲劳 等性能
新型防腐材料的 应用领域：广泛 应用于石油、化 工、海洋工程、 航空航天等领域 的设备防腐
新型防腐材料的 发展趋势：高效、 环保、节能、低 成本等方向
金属电化学腐蚀产生有害物 质，污染环境
金属腐蚀导致资源浪费和环 境污染
腐蚀过程中可能产生有毒气 体和液体，对人类健康造成
威胁
பைடு நூலகம்
金属电化学腐蚀的防护措施
金属材料的选用与处理
选用耐腐蚀材料： 选择具有较高耐 腐蚀性能的材料， 如不锈钢、钛合 金等。
表面涂层处理： 在金属表面涂覆 防腐涂层，如油 漆、防锈油等， 以隔离金属与腐 蚀介质。
性能下降：腐蚀导致金属 性能如强度、塑性、韧性 等下降，影响正常使用。
安全隐患：腐蚀严重时可 能引发安全事故，如设备
突然断裂、爆炸等。
经济损失：金属腐蚀造成 设备维修、更换等额外费
用，影响生产效益。
设备的损坏
金属电化学腐蚀会导 致设备外观损坏，影 响美观和使用性能。
腐蚀会导致设备强度 降低，容易发生安全
金属腐蚀与防护课后习题答案 (1)
腐蚀与防护试题1化学腐蚀的概念、及特点答案：化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反应而引起的变质或损坏现象称为金属的化学腐蚀。
是一种纯氧化-还原反应过程，即腐蚀介质中的氧化剂直接与金属表面上的原子相互作用而形成腐蚀产物。
在腐蚀过程中，电子的传递是在介质与金属之间直接进行的，没有腐蚀电流产生，反应速度受多项化学反应动力学控制。
归纳化学腐蚀的特点在不电离、不导电的介质环境下反应中没有电流产生，直接完成氧化还原反应腐蚀速度与程度与外界电位变化无关2、金属氧化膜具有保护作用条件，举例说明哪些金属氧化膜有保护作用，那些没有保护作用，为什么？答案：氧化膜保护作用条件：①氧化膜致密完整程度；②氧化膜本身化学与物理稳定性质；③氧化膜与基体结合能力；④氧化膜有足够的强度氧化膜完整性的必要条件：PB原理：生成的氧化物的体积大于消耗掉的金属的体积，是形成致密氧化膜的前提。
PB原理的数学表示：反应的金属体积：V M = m/? m-摩尔质量氧化物的体积： V MO = m'/ ? '用? = V MO/ V M = m' ? /（ m ? ' ）当? > 1 金属氧化膜具备完整性条件部分金属的?值氧化物?氧化物?氧化物?MoO3 WO3 V2O5Nb2O5 Sb2O5 Bi2O5Cr2O3 TiO2 MnOFeO Cu2O ZnOAg2O NiO PbO2SnO2 Al2O3 CdOMgO CaOMoO3 WO3 V2O5这三种氧化物在高温下易挥发，在常温下由于?值太大会使体积膨胀，当超过金属膜的本身强度、塑性时，会发生氧化膜鼓泡、破裂、剥离、脱落。
Cr2O3 TiO2 MnO FeO Cu2O ZnO Ag2O NiO PbO2 SnO2 Al2O3 这些氧化物在一定温度范围内稳定存在，?值适中。
这些金属的氧化膜致密、稳定，有较好的保护作用。
MgO CaO ?值较小，氧化膜不致密，不起保护作用。
原电池与电解池对比,金属的电化学腐蚀与防护,吸氧腐蚀,析氢腐蚀
原电池与电解池对比，金属的电化学腐蚀与防护电解池有电源，两极可以相同，2.金属腐蚀的本质：金属单质失去电子变为金属阳离子的过程，金属发生氧化反应（填“氧化”或“还原”）。
3.金属腐蚀的类型（2空气或中性溶液中发生吸氧腐蚀；而在NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液中发生析氢腐蚀。
注意：a.正确判断金属所处环境的酸碱性是辨别金属析氢腐蚀、吸氧腐蚀的关键。
如金属在潮湿的空气或中性溶液中发生吸氧腐蚀；而在NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液中发生析氢腐蚀。
b.生活中铁生锈过程涉及的化学反应有________________________________________________。
4.金属的防护（1）电化学防护利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。
为减缓铁的腐蚀：a.若开关K置于M处，则X应为比铁活泼的金属Zn等，该电化学防护法称为牺牲负极的正极保护法。
或牺牲阳极的阴极保护法。
b.若开关K置于N处，则铁作阴极，铁很难被腐蚀，该电化学防护法为外加电流的阴极保护法。
总结：如果想利用原电池原理保护某金属，则应该让该金属作______极，找一个比它更活泼的金属材料作_________极。
如果想利用电池池原理保护某金属，则应该让该金属作______极。
（2）改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。
（3）加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、喷镀或表面钝化等方法。
5.判断金属腐蚀快慢的规律：（1）金属腐蚀速率的快慢：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。
注：原电池原理引起的腐蚀中，活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越_________。
（2）如果金属有防护措施，则防护效果：电解原理引起的防护>原电池原理引起的防护>有物理防护的措施。
例1.（金属的电化学腐蚀：吸氧腐蚀与析氢腐蚀）1.用如图所示装置研究电化学腐蚀及防护。
关于图1和图2的叙述正确的是（D ）A.负极反应均是：Fe-2e→Fe2+B.正极反应均是：O2+2H2O+4e→4OH-C.铁均被保护D.图2的灯泡更亮例2.（金属的电化学防护：牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法）2.关于钢铁电化学保护两种方法的说法，正确的是（ C ）A.牺牲阳极阴极保护法利用的是电解原理B.外加电流阴极保护法利用的是原电池原理C.牺牲阳极阴极保护法中钢铁为正极D.外加电流阴极保护法中钢铁为阳极例3.（原电池与电解池综合）3.某课外兴趣小组用下图装置进行实验，试回答：（1）若开始时开关K与a连接，则A电极反应式为___________________________。
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。
第三节 金属的腐蚀与防护
[深化拓展] 1.金属的防护措施
2.牺牲阳极法与外加电流法的比较
类型
牺牲阳极法
外加电流法
是否外接电源 否
是
所用的原理 原电池原理
电解原理
正极:被保护金属 被保护金属与外接电源的负极相连
两个电极的材料 负极:比被保护金属活 作阴极,惰性电极与外接电源正极相
泼的金属
连作阳极
保护效果
外加电流法的保护效果比牺牲阳极法的保护效果更好
[深化拓展] 化学腐蚀与电化学腐蚀的区别与联系
类型 定义 条件
化学腐蚀
电化学腐蚀(主要)
当不纯的金属与电解质溶液接触时
金属与其表面接触的一些物
质(如O2、Cl2、SO2等)直接反
会发生原电池反应,比较活泼的金属 发生氧化反应而被腐蚀
应而引起的腐蚀
吸氧腐蚀(主要) 析氢腐蚀
金属与某些单质或某些非电 水膜中溶有O2,呈 水膜酸性较强
[必备知识] 一、金属的腐蚀 1.定义 金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。 2.本质 金属原子失去电子变为阳离子,金属发生氧化反应。
3.分类 (1)化学腐蚀:金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应 而引起的腐蚀。 (2)电化学腐蚀:当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应,比 较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。 【微思考1】在潮湿空气中,钢铁制品表面会形成一层水膜,空气中的哪些 气体会溶解在其中形成电解质溶液? 提示 CO2、SO2、H2S等气体。
[知识铺垫] 1.原电池中,较活泼的金属失去电子,发生氧化 反应,被氧化。如Zn、Cu和稀硫酸构成的原 电池中,被氧化的金属为Zn,被保护的金属为 Cu。
2.电解池中,若阳极不是惰性电极,则阳极金属失去电子,发生氧化反应,引 起阳极金属不断损耗,而阴极金属受到保护。如图所示: 被氧化的金属为Cu,被保护的金属为Fe。
原电池金属的腐蚀和防护
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。
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产品中的微小零部件，金属的应用极其广泛。
然而，金属材料面临着一个严重的问题——电化学腐蚀。
这种腐蚀现象不仅会导致金属材料的性能下降，缩短其使用寿命，还可能引发安全隐患和巨大的经济损失。
因此，了解金属的电化学腐蚀机制以及掌握有效的防护方法至关重要。
首先，我们来了解一下什么是金属的电化学腐蚀。
简单来说，电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中形成原电池，从而发生氧化还原反应导致金属腐蚀的过程。
在这个过程中，金属原子失去电子变成金属离子，进入溶液中，而电子则通过金属导体传递到另一个区域，与溶液中的氧化剂发生反应。
为了更清楚地理解电化学腐蚀，让我们以铁在潮湿空气中的生锈为例。
当铁暴露在潮湿的空气中时，表面会吸附一层薄薄的水膜，这层水膜中溶解了氧气和二氧化碳等物质，形成了电解质溶液。
铁中的杂质（如碳）与铁形成了无数微小的原电池。
在这些原电池中，铁作为负极失去电子，发生氧化反应：Fe 2e⁻＝ Fe²⁺。
电子通过铁传递到杂质处，氧气在杂质处作为正极得到电子，发生还原反应：O₂＋ 2H₂O ＋ 4e⁻＝ 4OH⁻。
生成的 Fe²⁺与 OH⁻结合形成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁进一步被氧化为氢氧化铁，最终形成铁锈。
电化学腐蚀的类型多种多样，常见的有析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
析氢腐蚀通常发生在酸性较强的环境中，例如酸洗车间。
在这种环境下，氢离子作为氧化剂得到电子生成氢气。
而吸氧腐蚀则更为常见，如上述铁在潮湿空气中的生锈就属于吸氧腐蚀，氧气作为氧化剂参与反应。
金属电化学腐蚀的影响因素众多。
首先是金属的本性，不同的金属在相同的环境中腐蚀速率可能相差很大。
一般来说，化学性质越活泼的金属越容易发生腐蚀，例如钾、钠等活泼金属在空气中极易被氧化。
其次，电解质溶液的性质也起着关键作用。
溶液的酸碱度、离子浓度、导电性等都会影响腐蚀的速率。
第8讲 原电池和腐蚀与防护
第8讲 原电池和腐蚀与防护一、原电池1．能量的转化原电池：将化学能转变为电能的装置。
2．工作原理2e --2H ++2e -= H 2Zn —2e -=Zn 2+氧化反应还原反应原理：设计一种装置，使氧化还原反应所释放的能量直接转变为电能，即使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，并使其间电子转移，在一定条件下形成电流。
说明：(1)形成原电池需要有自发的氧化还原反应。
(2)原电池中两极活泼性相差越大，电池电动势就越高。
3．组成条件(1)两个活泼性不同的电极，分别发生氧化和还原反应。
(2)电解质溶液，电解质中阴离子向负极方向移动，阳离子向正极方向移动，阴阳离子定向移动成内电路。
(3)导线将两电极连接，形成闭合回路。
4．几种常见的电池(1)一次电池：放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。
碱性锌锰电池构成：负极是锌，正极是MnO 2，电解质是KOH 负极：Zn+2OH －－2e －=Zn(OH)2；正极：2MnO 2+2H 2O+2e =2MnOOH+2OH －222(2)二次电池 ①铅蓄电池放电电极反应：负极：Pb(s)+SO 42－(aq)－2e －＝PbSO 4(s)；正极：PbO 2(s)+4H (aq)+SO 4(aq)+2e ＝PbSO 4(s)+2H 2O(l) 总反应式：Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq)＝2PbSO 4(s)+2H 2O(l)充电电极反应：阳极：PbSO 4(s)+2H 2O(l)－2e －=PbO 2(s)+4H +(aq)+SO 42－(aq)； 阴极：PbSO 4(s)+2e －=Pb(s)+SO 42－(aq)总反应：2PbSO 4(s)+2H 2O(l)=Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq)②镍一镉碱性蓄电池负极：Cd+2OH －－2e －=Cd(OH)2；正极：2NiO(OH)+2H 2O+2e －=2Ni(OH)2+2OH － 总反应式：Cd +2NiO(OH)+2H 2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2例1．熔融Na 2CO 3可作甲烷——空气燃料电池的电解质，该电池负极的反应式是 _________________________________。
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一、金属的腐蚀： （1）化学腐蚀: 金属跟接触到的物质(如O2、Cl2、SO2等)直接发 生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。 （2）电化学腐蚀: 不纯的金属跟电解质溶液接触时，发生原电池反 应引起的腐蚀叫做电化学腐蚀。
金属腐蚀的类型: 化学腐蚀
析氢腐蚀
电化腐蚀
（常见普遍） 吸氧腐蚀 失 e-
金属腐蚀的本质： 金属原子
练习2:
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)
无 防 护 措 施 电 解 池 的 阳 极
原 电 池 的 负 极
原 电 池 的 正 极
电 解 池 的 阴 极
金属腐蚀由快到慢的规律:电解池的阳极>原电池的负 极>无防护措施>原电池的正极>电解池的阴极
练习2:
金属阳离子
电化腐蚀与化学腐蚀的比较: 电化腐蚀 化学腐蚀
金属与氧化剂直接接 触
无电流产生
条件 现象 本质
相互关 系
不纯金属或合金与电解 质溶液接触
有微弱电流产生
较活泼金属被氧化，原电池 金属被氧化，简单氧化 反应 还原反应 化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生，但电化腐蚀 更普遍，危害更严重
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较:
作为负极的金属较正极金属活泼，电子流动 方向由负极流向正极，电流方向与电子流向 相反。故可作出以下判断：a＞c＞d＞b。
练习2:
7.(高考海南化学卷，原电池) 依据氧化还原反应： 2Ag＋(aq)＋Cu(s) = Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如 图所示。 请回答下列问题： 铜(或Cu)； (1)电极X的材料是________ AgNO3溶液 ； 电解质溶液Y是___________ 正 (2)银电极为电池的________ 极， 发生的电极反应为 Ag＋＋e-= Ag _________________ X电极上发生的电极反应为 Cu -2e-= Cu2＋ __________________ ； 负(Cu) (3)外电路中的电子是从_______ 正(Ag) 电极。 电极流向________
A
X
盐桥 电流计
Ag
CuSO4溶液
Y
练习2:
8.判断右边原电池的两极， 并写出电极反应式。
负极：Cu 正极：NO3-+e- +2H+ =NO2↑+H2O 稀硫酸 负极:Mg -2e- == Mg2+ 正极：2H++2e-== H2↑ NaOH溶 负极：Al+4OH--3e-=AlO2- + 2H2O 正极：2H2O +2e- =H2↑+2OH2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ -2e=Cu2+
练习3:
2. 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取 代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是： H2+2NiO(OH) 放电 2Ni(OH)2
Cu
A
Fe
－
＋
浓HNO3溶液
Mg A Al
－
＋ 稀硫酸溶液
Mg ＋
A
Al
－
NaOH溶液
二、金属的腐蚀和防护
探究:
Fe
下列装置是否为原电池? 如果是,请标出两 极的名称,并写出电极方程式.
C Fe C Fe C
A稀盐酸 A装置: (-)Fe: Fe-2e-=Fe2+ (+)C: 2H++2e-=H2↑ 总: Fe+ 2H+= Fe2++H2↑
问题探究:
3.标准原电池:
负极：Fe－2e- ＝Fe2+
正极：2H++2e-＝H2↑ 总反应： Fe+2H+＝ Fe2++H2↑
FeSO4
或
Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑
2+ 负极： Zn－2e ＝Zn
正极： Cu2++2e-＝Cu
总反应：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu
或 Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu
练习1:
1.如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1） 若试管液面上升，则溶液呈 中性或碱性 性，发生 吸氧 腐蚀,电极反应式为：负极： 2Fe–4e-＝2Fe , 2+
正极： O2+2H2O+4e-＝4OH－ ； （2） 若试管液面下降，则溶液呈 酸性
正极： 2H2O+2e-=H。 2 ↑ +2OH
④
⑤
(× )
(× )
2+ 负极： Zn－2e ＝Zn
⑥
正极： Cu2++2e-＝Cu 总反应：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu 或 Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu
(∨ )
练习1:
Cu Zn
2、观察右图,下列有关叙 述正确的（ A ）。
稀硫酸
（a）构成原电池，铜是正极，锌为负极。 （b）H+向铜片移动，并在铜片上发生氧化反应 （c）H+向锌片移动 （d）电子由铜片沿导线流向锌片
2 2 2
3
Fe2O3· nH2O（铁锈）
联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
金属腐蚀的危害: ⒈ 使桥梁、建筑物的金属结构强度降低而造成坍塌 ⒉地下金属管道发生泄漏 ⒊轮船的船体损坏
⒋金属及其设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低， 直至报废
惊人的数字: 发达国家每年有余金属腐蚀造成的直接损失约 占全年国民生产总值的2%－4%，远远超过水灾、风 灾、地震等自然灾害造成损失的总和。
B C装置: (-)Fe: 2Fe-4e-=2Fe2+ (+)C: O2+2H2O+4e-=4OH总: 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 =Fe2O3· nH2O（铁锈）
(+)C: 2H++2e-=H2↑
总: Fe+ 2H+= Fe2++H2↑
*电化学保护法 (1)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。
*电化学保护法 (2)外加电流的阴极保护法
原理:把要保护的钢铁设备作为 阴极，另外用不溶性电极作为 辅助阳极，两者都放在电解质 溶液里，接上外加直流电 源．通电后，大量电子被强制 流向被保护的钢铁设备，使钢 铁表面产生负电荷（电子）的 积累，只要外加足够强的电压， 金属腐蚀而产生的原电池电流 就不能被输送，因而防止了钢 铁的腐蚀．
2＋
正极：电子流入的一极，发生还原反应，较不活泼的一极 铜片(+): 2H+ + 2e- = H2↑ 总反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ 电子流动方向：负极--外电路--正极.电流方向:反
问题探究:
3.标准原电池:
盐桥的作用是什么？
材料：琼脂+饱和氯化 钾溶液或饱和硝酸铵溶液 作用:可提供定向移动 的阴阳离子，使由它连接 的两溶液保持电中性。 导线的作用是传递电 子，沟通外电路。而盐桥 的作用则是沟通内电路。
析氢腐蚀 水膜呈强酸性 条 件 CO2、SO2、H2S的H2O溶液 吸氧腐蚀 水膜呈弱酸性 中性 碱性 (-)Fe: 2Fe-4e-=2Fe2+
(-)Fe:
Fe-2e-=Fe2+
-=4OH电 O +2H O+4e 2 2 (+)C: 极 (+)C: 2H++2e-=H2↑ 总: 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 反 应 总: Fe+ 2H+= Fe2++H2↑ 4Fe(OH) +2H O+O =4Fe(OH)
性，发生
析氢 腐蚀，电极反应式为：负极： Fe–2e-＝Fe2+ 或2H++ 2e-=H2 ↑
练习1:
2、 分析右图，按要求写出有关反应方程式： （1）铁棒上的电极反应式为： （2）碳棒上的电极反应式为： （3）溶液中发生反应的化学方程式：
负极:Fe–2e-＝Fe2+
正极:O2+2H2O+4e-＝4OH溶液中的离子反应Fe2++2OH-= Fe(OH)2 ↓ 原电池总反应2a+b+2c：
原电池原理的运用:
1.提高反应速率
例如：实验室Zn与稀硫酸反应制H2，用粗锌更快；或者在反应 液中滴加少量的CuSO4溶液。
2.比较金属活动性大小 3.判断金属腐蚀的快慢
①电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐 措施的腐蚀 ②同种金属，在强电解质溶液中比在弱电解质溶液中腐蚀的快
4.金属的腐蚀和防护 5.制作化学电池。许多有实际应用的化学电池，都是 原电池原理的应用。
练习1:
1.判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由； 若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式. ② (× )
① (× )
负极： Fe－2e- ＝Fe2+
③ (∨)
正极： Cu2++2e- ＝Cu 总反应： Fe+Cu2+＝Fe2++Cu Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4
B食盐水 B C装置:
C自来水
(-)Fe: 2Fe-4e-=2Fe2+ (+)C: O2+2H2O+4e-=4OH总: 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2