金属的电化学腐蚀与防护课件
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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。
关于化学金属的电化学腐蚀与防护课件
活动与探究 P91
向铁粉中加入少量的炭粉， 混合均匀后，撒入内壁分别 用氯化钠和稀醋酸润湿过的 两支试管分别标记为a、b中， 按图1-28装置好仪器。几分 钟后，打开止水夹，观察、 比较导管中水柱（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。
思考：导管中的水柱变化说明什么问题？ 讨论，小结：
装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强 减小， a装置中有气体参加反应。
装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。
思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？
在a装置中铁、炭、氯化钠溶液及b装置中铁、炭、 醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率。
请大家根据原电池原理，写 出电极反应式及电池反应方 程式。 a装置中：
负极： Fe - 2e- = Fe2+
正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
电池反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
分析：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。
进一步反应：
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O
电 负极Fe(- ) Fe-2e-=Fe2+
极
反 正极C(+) 2H++2e-=H2↑
应
Fe + 2H+ =
2Fe-4e-=2Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
总反应: Fe2+ + H2 ↑
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
用牺牲镁块的方法来防止 地下钢铁管道的腐蚀，镁 块必须定期更换
外加电流的阴极保护法
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。
[交流研讨]
你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?
c D. 粗锌和18mol/L 硫酸
3.下列叙述中可说明金属甲比乙活泼性强的是( ) A. 甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶
解，甲上有H2气放出； B. 在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多 C. 将甲乙作电极组成原电池时甲是负极 D. 同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强
(3)电化学保护法——牺牲阳极的阴极保护法、 外加直流电源的阴极保护法
牺牲阳极的阴极保护法
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。
你还知道哪些防止金属腐蚀 的方法？请举例说明。
制成不锈钢，在金属表面镀一层比 要保护的金属耐腐蚀的金属。
锌块
用牺牲锌块的方法来 保护船身，锌块必须 定期更换
4.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条
水膜呈酸性。
件
水膜呈中性或酸性很弱。
电 负极Fe(- ) Fe-2e=Fe2+
极 反 应
正极C(+) 总反应:
2H++2e— = H2↑
2Fe-4e=2Fe2+
O2+2H2O+4e=4OH2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
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优秀课件1
H2O
钢铁的析氢腐蚀示意图 钢铁的吸氧腐蚀示意图
05.08.2020
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2、析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）
析氢腐蚀
水膜酸性较强 水膜酸性很弱或中性
正极
2H++ 2e- =H2
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
负极
Fe - 2e- = Fe2+
溶液
（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： 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2Fe–4e-＝2Fe2+ 6、镍—镉可充电电池可发生如下反应： O2+2H2O+4e-＝4OH-
Cd(OH)2+2Ni(OH)2
＞有防腐措施的腐蚀
05.08.2020
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二、金属的电化学防护
1、金属防护的几种重要方法 ①改变金属内部的组织结构， 制成合金(如不锈钢）。 ②在金属表面覆盖保护层。如油漆、油脂等，
原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。
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。
05.08.2020
4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O
（2）除锈的原理： 负极： 2Al -6e- = 2Al3+ 正极： 3Ag2S + 6e- = 6Ag+3S2-
05.08.2020
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一、金属的电化学腐蚀
小结
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的 快慢规律如下：
金属的电化学腐蚀和保护PPT
外加电流的 外加电流的阴极保护 法示意图
辅助阳极 不溶性） （不溶性）
化学
3．此外，电化学保护法还有一种阳极钝化保 ． 护法 原理：将电源的正极接在被保护的金属上，负极接
在辅助金属上，适当控制电压使阳极电位达到钝化 电位，这时金属表面发生阳极钝化而由活性状态转 为钝化状态，达到保护金属的目的。
应用：阳极保护方法通常适用于具有强腐蚀性和氧
硫组成的青铜合金。 它是由铜、锡及少量铝、铁、镍、硫组成的青铜合金。
化学
化性的介质，以及金属能够发生阳极钝化的体系，例 如碳钢在硫酸、磷酸、硝酸和苛性钠溶液中。使用阳 极保护方法必须小心懂慎，否则会使被保护对象迅速 破坏，甚至造成严重事故。
化学
金属电化学应用实例
化学
答案
化学
化学
1965年冬天，在湖北省荆州市附近的望 年冬天， 年冬天 山楚墓群中， 山楚墓群中，出土了一把锋利无比的宝 剑。专家通过对剑身八个鸟篆铭文的解 证明此剑就是传说中的越王勾践剑。 读，证明此剑就是传说中的越王勾践剑。 让人惊奇的是， 让人惊奇的是，这把青铜宝剑穿越了两 千多年的历史长河， 千多年的历史长河，但剑身丝毫不见锈 它千年不锈的原因是什么呢？ 斑。它千年不锈的原因是什么呢？
化学
析氢腐蚀与吸氧腐蚀
如右图所示，空气中的 如右图所示，空气中的CO2， SO2 等可溶解在水中形成电 解质溶液， 解质溶液，从而形成了原电 其中铁是阳极， 池。其中铁是阳极，发生氧 化反应；铜是阴极， 化反应；铜是阴极，发生还 原反应。 原反应。 H2O Fe Cu
负极： → 被腐蚀） 负极：Fe→Fe2++2e （Fe被腐蚀） 被腐蚀 正极：（析氢腐蚀） ：（析氢腐蚀 正极：（析氢腐蚀）2H＋＋2e→H2 → 吸氧腐蚀） （吸氧腐蚀）1/2O2＋2H＋＋2e-→H2O
辅助阳极 不溶性） （不溶性）
化学
3．此外，电化学保护法还有一种阳极钝化保 ． 护法 原理：将电源的正极接在被保护的金属上，负极接
在辅助金属上，适当控制电压使阳极电位达到钝化 电位，这时金属表面发生阳极钝化而由活性状态转 为钝化状态，达到保护金属的目的。
应用：阳极保护方法通常适用于具有强腐蚀性和氧
硫组成的青铜合金。 它是由铜、锡及少量铝、铁、镍、硫组成的青铜合金。
化学
化性的介质，以及金属能够发生阳极钝化的体系，例 如碳钢在硫酸、磷酸、硝酸和苛性钠溶液中。使用阳 极保护方法必须小心懂慎，否则会使被保护对象迅速 破坏，甚至造成严重事故。
化学
金属电化学应用实例
化学
答案
化学
化学
1965年冬天，在湖北省荆州市附近的望 年冬天， 年冬天 山楚墓群中， 山楚墓群中，出土了一把锋利无比的宝 剑。专家通过对剑身八个鸟篆铭文的解 证明此剑就是传说中的越王勾践剑。 读，证明此剑就是传说中的越王勾践剑。 让人惊奇的是， 让人惊奇的是，这把青铜宝剑穿越了两 千多年的历史长河， 千多年的历史长河，但剑身丝毫不见锈 它千年不锈的原因是什么呢？ 斑。它千年不锈的原因是什么呢？
化学
析氢腐蚀与吸氧腐蚀
如右图所示，空气中的 如右图所示，空气中的CO2， SO2 等可溶解在水中形成电 解质溶液， 解质溶液，从而形成了原电 其中铁是阳极， 池。其中铁是阳极，发生氧 化反应；铜是阴极， 化反应；铜是阴极，发生还 原反应。 原反应。 H2O Fe Cu
负极： → 被腐蚀） 负极：Fe→Fe2++2e （Fe被腐蚀） 被腐蚀 正极：（析氢腐蚀） ：（析氢腐蚀 正极：（析氢腐蚀）2H＋＋2e→H2 → 吸氧腐蚀） （吸氧腐蚀）1/2O2＋2H＋＋2e-→H2O
金属的电化学腐蚀与防护 课件
2.电化学腐蚀 (1)析氢腐蚀。 形成条件：金属表面水膜_酸__性__较强。
电极反应： 负极：_F_e_-_2_e_-_=_=_=_=_F_e_2+_ 正极：_2_H_+_+_2_e_-=_=_=_=_H_2_↑__
总反应式：_F_e_+_2_H_+=_=_=_=_H_2_↑__+_F_e_2_+
二、金属的电化学防护 怎样用电化学原理防止金属的腐蚀？ (将钢闸门与金属的防护类型连线)
电解池
原电池
一、金属的化学腐蚀和电化学腐蚀的联系和区别
【典例1】如图 装置中，小试管内为红墨水，具支试管 内盛有pH=5的雨水和生铁片。观察到开 始时导管内液面下降，一段时间后导管 内液面回升，略高于小试管液面。以下 有关解释合理的是( ) A.生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应 B.雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀 C.红墨水回升时，碳极反应式：O2+2H2O+4e-====4OHD.具支试管中溶液pH逐渐减小
【典例2】结合下图判断，下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ是验证牺牲阳极的阴极保护法的实验装置 B.Ⅰ和Ⅱ中负极反应式均是Fe－2e－====Fe2＋ C.Ⅰ和Ⅱ中正极反应式均是O2＋2H2O＋4e－====4OH－ D.Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀
【思路点拨】解答该题要注意以下三点： (1)金属的活泼性：Zn＞Fe＞Cu； (2)较不活泼的金属作原电池的正极且被保护； (3)K3Fe(CN)6溶液遇Fe2＋产生蓝色沉淀。
金属的电化学腐蚀与防护
一、金属的电化学腐蚀 (1)什么是金属的腐蚀？它有哪些类型？ (2)什么是电化学腐蚀？电化学腐蚀又有哪些类型？ 1.金属的腐蚀 (1)概念。 金属腐蚀是指金属与周围的气体或液体物质发生_氧__化__还__原__反应 而引起损耗的现象。
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
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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)。
4.4 金属的电化学腐蚀与防护 课件
金属被氧化
较活泼的金属被氧化
与接触物质的氧 化性及温度有关
与电解质溶液的酸碱 性及金属活泼性有关
较慢
较快
化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生， 但电化学腐蚀更普遍。
讨论：(2011浙江)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周中心区(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。导致该现象的主要 原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是（ ）
2、改善金属的内部组织结构——制成合金（不锈钢）；
3、电化学保护法 ①牺牲阳极的阴极保护法（构成原电池，被保护金属做原
电池正极） ②外加电流的阴极保护法（构成电解池，被保护金属做阴
极）
（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。
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； 4、知道常见的防止金属腐蚀的方法并能解释其原 理。
金属腐蚀，无处不在！！！
Fe2O3.xH2O
Cu2(OH)2CO3
2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O （铁锈）
通常两种腐蚀同时存在，但以吸氧腐蚀为主。
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
现象
不产生电流
有微弱的电流产生
本质 影响因素 腐蚀快慢 相互关系
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正极C(+)
2H++2e-=H2↑
应 总反应: Fe + 2H+ =
Fe2+ + H2 ↑
2Fe-4e-=2Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3 ·nH2O （铁锈）
联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
分析：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。
金属的电化学腐蚀与防护
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a装置中： 进一步反应：
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O
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b装置中:
负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： 2H++ 2e- =H2 ↑ 电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 ↑
第四章 电化学基础
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
金属的电化学腐蚀与防护
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创设情景
金属的电化学腐蚀与防护
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看后：你有何感想？
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） 。
无电流产生
电化腐蚀 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
联系 两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍
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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或碱性。
电 负极Fe(- ) Fe-2e-=Fe2+
极 反
是由于南极的温度常年在0℃以下，说明在较高温度下， 腐蚀更易进行。
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交流与讨论
3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。 是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原 电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。
4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品 容易生锈。 说明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。
• 腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。
• 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。
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课堂练习
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
吸氧 腐蚀,电极反应式为：负极：Fe–2e-＝Fe2+ , 正极： O2+2H2O+4e-＝4OH－
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• 面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事 实，大家有没有想过，铁怎么会被腐蚀？ 怎样防腐？
问题讨论
钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，它 们在什么条件下易生锈？ 试设计实验来 证明你的结论。
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活动探究
钢铁及其制品等生锈的条件
实验结论：
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交流与讨论
铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素 的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。
1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。
因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河 的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。
2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有 铁锈出现。
。
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问题讨论
钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若 在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长 期放置，常易生锈变红，原因是什么？
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活动与探究 P91
向铁粉中加入少量的炭粉，混合 均匀后，撒入内壁分别用氯化钠 和稀醋酸润湿过的两支试管分别 标记为a、b中，按图1-28装置好 仪器。几分钟后，打开止水夹， 观察、比较导管中水柱（在水中 滴加几滴红墨水）的变化和试管 中的现象。
• 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。
• 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。
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• 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 本身要大到无法估量。
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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。
思考：导管中的水柱变化说明什么问题？
讨论，小结：
装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强 减小， a装置中有气体参加反应。
装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。
思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？
在a装置中铁、炭、氯化钠溶液及b装置中铁、炭、 醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率。
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学生活动
请大家根据原电池原理，写出电极反应式及电池反应 方程式。
a装置中：负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
电池反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
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。
2、金属腐蚀的本质：
金属原子
失e氧化反应
金属阳离子
M – ne-→Mn+
化学腐蚀
3、金属腐蚀的类型
析氢腐蚀
电化腐蚀
（常见普遍） 吸氧腐蚀
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化学腐蚀与电化腐蚀的比较:
条件 现象
化学腐蚀 金属跟非金属单质直 接接触
分析：当钢铁处于酸性气氛中时，易发生析氢腐蚀； 析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。
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结合课本P90-P91相关内容
1、什么是金属腐蚀？有哪些类别？ 2、化学腐蚀和哪些因素有关？ 3、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？分别发生哪
些电极反应？
金属的电化学Leabharlann 蚀与防护13知识总结
一、金属腐蚀