原电池金属的腐蚀和防护
金属的电化学腐蚀与防护
第二章金属的电化学腐蚀通常规定凡是进行氧化反应的电极称为阳极；进行还原反应的电极就叫做阴极。
由此表明，作为一个腐蚀电池，它必需包括阴极、阳极、电解质溶液和电路四个不可分割的部分。
而腐蚀原电池的工作历程主要由下列三个基本过程组成：1、阳极过程：金属溶解，以离子的形式进入溶液，并把当量的电子留在金属上；2、阴极过程：从阳极过来的电子被电解质溶液中能够吸收电子的氧化性物质所接受；3、电流的流动：金属部分：电子由阳极流向阴极；溶液部分：正离子由阳极向阴极迁移。
4、腐蚀电池的类型可以把腐蚀电池分为两大类：宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池一、宏观腐蚀电池1）、异金属接触电池2）、浓差电池3）、温差电池二、微观腐蚀电池在金属表面上由于存在许多极微小的电极而形成的电池称为微电池。
微电池是因金属表面的电化学的不均匀性所引起的1、金属化学成分的不均匀性2、组织结构的不均匀性3、物理状态的不均匀性4、金属表面膜的不完整性当参与电极反应的各组分活度(或分压)都等于1，温度规定为25 C，这种状态称为标准状态，此时，平衡电位Ee等于E0，故E0称为标准电位。
由于通过电流而引起原电池两极间电位差减小并因而引起电池工作电流强度降低的现象，称为原电池的极化作用。
当通过电流时阳极电位向正的方向移动的现象，称为阳极极化。
当通过电流时阴极电位向负的方向移动的现象，称为阴极极化。
消除或减弱阳极和阴极的极化作用的电极过程称为去极化作用或去极化过程根据控制步骤的不同，可将极化分为两类：电化学极化和浓度极化极化分类：电化学极化：电子转移步骤最慢为控制步骤所导致浓度极化：电子转移步骤快，而反应物从溶液相中向电极表面运动成产物自由电极表面向溶液相内部运动的液相传质成为控制步骤电阻极化：电流通过电解质溶液和电极表面的某种类型膜而产生的欧姆降。
产生阳极极化的原因：1、阳极的电化学极化2、阳极的浓度极化3、阳极的电阻极化。
析氢腐蚀以氢离子作为去极化剂的腐蚀过程，称为氢离子去极化腐蚀吸氧腐蚀以氧作为去极化剂的腐蚀过程，称为氧去极化腐蚀氢去极化腐蚀的特征1、阴极反应的浓度极化小,一般可以忽略。
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，
金属的电化学腐蚀与防护论文
金属的电化学腐蚀与防护姓名：学号：摘要：腐蚀现象都是由于金属与一种电解质（水溶液或熔盐）接触，因此有可能在金属／电解质界面发生阳极溶解过程（氧化）。
这时如果界面上有相应的阴极还原过程配合，则电解质起离子导体的作用，金属本身则为电子导体，因此就构成了一种自发电池，使金属的阳极溶解持续进行，产生腐蚀现象。
关键词：电化学腐蚀原理局部腐蚀防护与应用Summary: Decay phenomena to all contact a kind of electrolyte(aqueous solution or Rong salt) because of metal, therefore probably take place in metal/electrolyte interface anode deliquescence process.(oxidize)At this time if there is homologous cathode on the interface restoring a process match, the electrolyte then contains the function of ion conductor, metal then is electronics conductor, therefore constituted a kind of self-moving battery, make the metal anode deliquescence keeps on carrying on, the creation decays a phenomenon. Keyword:Give or get an electric shock chemistry corrosion principle the crystal decay the even corrosion decays protection and application to plate 1 F in response to the dint anode protection引言：。
原电池金属的腐蚀与防护PPT
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。
高三化学(苏教版)总复习 1-6-2原电池 金属的腐蚀与防护
必修部分
专题6 第二单元
高考化学总复习
1．铜一锌原电池原理分析
江 苏 教 育 版
必修部分
专题6 第二单元
高考化学总复习
电极名称 电极材料 电极反应 反应类型
负极 Zn Zn－Ze ===Zn2 氧化反应
－ ＋ ＋
正极 Cu Cu2 ＋2e ===Cu 还原反应
－
江 苏 教 育 版
－ －
江 苏 教 育 版
必修部分
专题6 第二单元
高考化学总复习
(2)碱性锌锰电池：电解质为 KOH 负极：________________ 正极：2MnO2＋2H2O＋2e ===2MnOOH＋2OH
－ －
江 苏 教 育 版
总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2
必修部分
(2)氢氧燃料电池 氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用 于航天领域。它的电极材料一般为惰性电极，具有很强的 催化活性，如铂电极，活性炭电极等。 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性 和碱性两种。
江 苏 教 育 版
必修部分
专题6 第二单元
高考化学总复习
酸性 负极 反应式 正极 反应式 电池 总反应 2H2－4e ===4H
专题6 第二单元
高考化学总复习
1．下列有关电化学知识的描述正确的是(
)
A．任何氧化还原反应都可能设计成原电池装置 B． 某原电池反应为 Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag， 装置中的盐桥可以是装有含琼胶的 KCl 饱和溶液 C．因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连 接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁做负极、铜 做正极 D．理论上说，任何能自发进行的且能放出能量的氧 化还原反应都可设计成原电池
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。
原电池金属的腐蚀和防护
电池金属的腐蚀和防护教学目标知识技能：掌握原电池的工作原理，通过实验能正确判断原电池的正负极。
初步掌握形成原电池的基本条件，并能将理论联系实际。
能力培养：通过实验不断总结、发现、归纳知识的要点，使学生的思维能力和创造能力都得到充分的锻炼。
科学思想：应用辩证唯物主义的思维方法，抓住氧化还原反应是原电池工作原理的本质。
由师生共同参与讨论发现问题，并通过实验不断体现出由实践一认识一再实践一再认识的认知过程。
科学方法：实验、观察、科学抽象。
重点、难点原电池的形成条件及电极反应式；电子流和电流的运动方向。
教学过程设计和Cu 板后，就有电子流动、溶液 中离子的定向移动以及电流的产 生。
【板书】2.电子流与电流的运动方向电子源：负段t Zn ）三雪正极t Cu 1 电流:正程里就屈也正相用方程式表示两个电极的反 指针偏向铜，说明应过程，即电极反应式。
铜为正极，锌为负极。
【板书】练习书写电极反应式。
1.原电池的工作原理锌（负 极）：Zn-2e=Zn 2+ （锌板溶解，发 生氧化反应）铜（正极）：2H ++ 2e=H2 t（铜板出气泡，发生还原反 应）【讲述】由以上分析可以看出电子流 动的方向，那么，电流又是如何 产生的？这种微观粒子的运动过 程可以借助计算机软件来观察。
【软件演示】观看，最后总结出借助计算机手电子流和电流的形成过 段，形象逼真的画在烧杯中放入稀与504，溶 液中有H +、SO 2-4离子自由运动， 放入Cu 不反应，再放入Zn ,在程。
面可以帮助学生理 解抽象概念，较轻 松地就掌握了课堂Zn 板上出气泡。
用导线连接Zn难点。
附：随堂检测答案三种金属的活动性顺序是：C>B>A。
2013-2022年高考化学真题——金属的腐蚀与防护
2013-2022年高考化学真题——金属的腐蚀与防护1．【2022年广东卷】为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3% NaCl 溶液中。
一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是A ．加入3AgNO 溶液产生沉淀B ．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现C ．加入KSCN 溶液无红色出现D ．加入()36K Fe CN ⎡⎤⎣⎦溶液无蓝色沉淀生成【答案】D【解析】镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl 溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成，据此分析解答。
A ．氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A 不符合题意；B ．淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质与碘化钾发生反应，故B 不符合题意；C ．KSCN 溶液可检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN 溶液后，均无红色出现，故C 不符合题意；D ．K 3[Fe(CN)6]是用于检测Fe 2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K 3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D 符合题意。
综上所述，答案为D 。
2．（2021·全国乙卷真题）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。
下列叙述错误的是A ．阳极发生将海水中的Cl -氧化生成2Cl 的反应B ．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC ．阴极生成的2H 应及时通风稀释安全地排入大气D ．阳极表面形成的2Mg(OH)等积垢需要定期清理【答案】D【解析】海水中除了水，还含有大量的Na +、Cl -、Mg 2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电极电解海水，阳极区溶液中的Cl -会优先失电子生成Cl 2，阴极区H 2O 优先得电子生成H 2和OH -，结合海水成分及电解产物分析解答。
4.3金属的腐蚀与防护+说课稿+2023-2024学年高二化学人教版(2019)选择性必修一
《金属的腐蚀与防护》说课稿一、教学分析1、内容选择：本次实验课选自人教版高中化学《选择性必修一》第四章第三节《金属的腐蚀与防护》，是继电化学原理知识系统学习后，原电池和电解池知识的发展与应用。
另一方面，学生发现教室清洁使用的钢丝球，半天旧生锈明显，而家用的钢丝球很少生锈，对该现象的原因很好奇。
查阅《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》对该部分的“内容要求”、“学习活动建议”和“学业要求”做出了相关要求。
同时新高考试题越来越体现情境化、探究性、实践性的特点，于是本课以钢丝球为载体，展开金属的腐蚀与防护的探究性学习。
2、学情分析：该阶段学生已经学习了氧化还原知识及电化学原理知识，具备独立分析出析氢腐蚀原理的能力，但对吸氧腐蚀较陌生，需完善学习。
3、教学目标设计的初衷是提高宏微结合、证据推理、探究与创新、态度与责任四大核心素养，落到知识角度，得到具体教学目标：1.掌握金属发生吸氧腐蚀的原理，构建金属电化学腐蚀的分析模型；2.探究金属在酸性、中性、碱性条件下的腐蚀类型，感受金属腐蚀的普遍性及危害，学习科学探究的方法。
3.掌握金属腐蚀的防护方法，体会化学知识对社会生活的重要作用。
4.重难点：金属吸氧腐蚀的原理及过程；金属在弱酸性条件下的电化学腐蚀类型；金属防腐措施的自主设计。
二、内容创新教材中安排四个实验来突破两个难点，即：吸氧腐蚀的判断和牺牲阳极法；本课对教材进行整合改进后，设计三个实验突破三个重点，即：1.创新演示实验，探究钢丝球在NaCl溶液中的腐蚀情况，理解吸氧腐蚀的全过程；2.创新合作探究实验，探究不同pH下钢铁的腐蚀类型;3.创新课外自主实验，探究金属防腐措施的效果，从三个角度设计金属防腐措施。
三、教学过程情境素材一：学生发现教室清洁使用的一款钢丝球，才半天就生锈了，而家里使用的钢丝球却很少生锈。
由此引导学生从钢丝球本身以及接触的环境两个方面来寻找易生锈和不易生锈的的原因。
易锈钢丝球的产品参数材料显示为“钢丝”，主要含Fe和C，不锈钢丝球的材料为“不锈钢”，主要含Fe、C、Cr、Ni等。
《金属的电化学腐蚀与防护》 学历案
《金属的电化学腐蚀与防护》学历案一、学习目标1、理解金属电化学腐蚀的原理，包括吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
2、掌握金属电化学防护的方法，如牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。
3、能够通过实验探究和分析，解释生活中常见的金属腐蚀现象，并提出相应的防护建议。
二、学习重难点1、重点（1）金属电化学腐蚀的原理。
（2）金属电化学防护的方法。
2、难点（1）吸氧腐蚀和析氢腐蚀的电极反应式书写。
（2）理解牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法的工作原理。
三、知识回顾1、原电池的工作原理（1）原电池的构成条件：具有不同的电极材料、电解质溶液、形成闭合回路、自发进行的氧化还原反应。
（2）原电池的电极判断：较活泼的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
（3）电极反应式的书写：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
2、电解池的工作原理（1）电解池的构成条件：外接电源、电解质溶液、形成闭合回路。
（2）电解池的电极判断：与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极。
（3）电极反应式的书写：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。
四、新课导入在日常生活中，我们经常会看到金属制品生锈、腐蚀的现象，比如铁制的栏杆生锈、自行车的链条生锈等。
这些金属的腐蚀不仅影响了物品的外观和使用寿命，还可能造成安全隐患。
那么，金属为什么会发生腐蚀呢？又该如何防护金属的腐蚀呢？今天我们就来一起学习金属的电化学腐蚀与防护。
五、知识讲解1、金属的电化学腐蚀（1）定义金属的电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中发生原电池反应而引起的腐蚀。
（2）分类①吸氧腐蚀在中性或弱酸性环境中，金属发生吸氧腐蚀。
例如，钢铁在潮湿的空气中生锈。
电极反应式：负极（Fe）：Fe 2e⁻＝ Fe²⁺正极（C）：O₂＋ 2H₂O ＋ 4e⁻＝ 4OH⁻总反应：2Fe ＋ O₂＋ 2H₂O ＝ 2Fe(OH)₂②析氢腐蚀在酸性较强的环境中，金属发生析氢腐蚀。
例如，钢铁在酸洗时发生的腐蚀。
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。
《金属的腐蚀与防护》 讲义
《金属的腐蚀与防护》讲义一、金属腐蚀的概述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交通工具中的铝合金，从家用电器中的铜导线到精密仪器中的贵金属。
然而，金属材料在使用过程中常常会面临一个严重的问题——腐蚀。
金属腐蚀，简单来说，就是金属在环境的作用下发生了化学或电化学变化，导致其性能下降、结构损坏甚至失去使用价值。
这种现象不仅造成了资源的浪费，还可能带来安全隐患和经济损失。
金属腐蚀的类型多种多样，常见的有化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是指金属与非电解质直接发生化学反应而引起的腐蚀，例如金属在高温干燥的气体中发生的氧化反应。
电化学腐蚀则是指金属在电解质溶液中形成原电池而产生的腐蚀，这是金属腐蚀中最为常见和危害较大的一种类型。
二、金属腐蚀的原因1、金属的本性不同的金属在相同的环境中具有不同的耐腐蚀性能。
一些金属，如金、铂等，化学性质稳定，不易被腐蚀；而像铁、铝等较为活泼的金属，则更容易发生腐蚀。
2、环境因素环境对金属腐蚀的影响至关重要。
湿度、温度、酸碱度、氧气浓度等都会加速金属的腐蚀。
例如，在潮湿的环境中，金属表面容易形成水膜，为电化学腐蚀提供了条件；酸性环境会直接与金属发生反应，加剧腐蚀。
3、电解质的存在电解质溶液的存在是电化学腐蚀发生的必要条件。
海水、土壤中的盐分、工业废水等都可能成为电解质，促进金属的腐蚀。
三、金属腐蚀的危害金属腐蚀带来的危害是多方面的。
首先，它会导致金属材料的强度降低，使结构变得脆弱，从而影响其承载能力和安全性。
例如，桥梁中的钢梁如果发生严重腐蚀，可能会在承受重载时突然断裂，造成严重的事故。
其次，腐蚀会缩短金属设备和设施的使用寿命，增加维修和更换的成本。
对于一些大型的工业设备，频繁的维修和更换不仅费时费力，还会导致生产的中断，给企业带来巨大的经济损失。
此外，金属腐蚀还可能造成环境污染。
例如，石油管道的腐蚀泄漏会导致石油污染土壤和水源；金属废料中的有害物质因腐蚀而释放，也会对生态环境造成破坏。
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。
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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 。
3．燃料电池 (1)氢氧燃料电池 ①用酸性电解质时： 负极：________________________________________________________________________； 正极：________________________________________________________________________；总反应：H 2＋12O 2===H 2O 。
②用NaOH 等碱性溶液时： 负极：________________________________________________________________________； 正极：________________________________________________________________________；总反应：H 2＋12O 2===H 2O 。
(2)CH 4燃料电池：电解质为KOH 负极：________________________________________________________________________； 正极：________________________________________________________________________； 总反应：CH 4＋2O 2＋2KOH===K 2CO 3＋3H 2O 。
三、金属的腐蚀与防护1．金属腐蚀的定义金属与周围的气体或液体物质发生 反应而引起损耗的现象。
2．金属腐蚀的实质金属 电子被 。
3．金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀：金属直接跟周围的物质接触发生化学反应。
(2)电化学腐蚀：当两种金属相接触且又同时暴露在潮湿空气里或与电解质溶液接触时，由于形成 而腐蚀。
电化学腐蚀很普遍。
放电 充电4．常见的电化学腐蚀(以钢铁为例)5.金属的防护(1)加防护层如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。
(2)电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法。
如在船舶的外壳装上锌块：锌作原电池的极(阳极)，铁作为原电池的极(阴极)。
②外加电流的阴极保护法。
如钢闸门被保护：阳极为惰性电极(如石墨)，与电源正极相连；阴极为，与电源负极相连。
聚焦考点典例剖析考点1原电池工作原理1.原理图示负极：（反应）正极：（反应）总反应方程式：外电路：电子从负极流向正极，电流从正极流向负极内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极2.原电池的正负极的判断：①根据电子流动方向判断。
在原电池中，电子流出的一极是负极；电子流入的一极是正极。
②根据两极材料判断。
一般活泼性较强的金属为负极；活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
③根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。
阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
④根据原电池两极发生的变化来判断。
负极发生氧化反应；正极发生还原反应。
⑤根据现象判断。
溶解的一极为负极，质量增加或放出气体的一极为正极。
典例研析:例1（2013·陕西第一次联考·11）镁一过氧化氢燃料电池具有比能量高、安全方便等优点，其总反应为Mg+H2O2+H2SO4==MgSO4+2H2O，结构示意图如图所示。
下列关于该电池的叙述正确的是A．电池内部可以使用MnO2作填料B．电流工作时，H+向Mg电极移动C 电池工作时，正极的电板反应式为Mg —2e — Mg2+D ．电池工作时，电解质溶液的pH 将不断变大 答案：D解析：A 根据总反应Mg+H 2O 2+H 2SO 4==MgSO 4+2H 2O 可知电池中有双氧水，加入MnO 2作填料，能使双氧水加速分解，所以不能用MnO 2作填料故B 错误；B 电池工作时，H +向正极移动，Mg 失电子为负极，故B 错误；C 根据总反应Mg+H 2O 2+H 2SO 4==MgSO 4+2H 2O 则负极是金属镁失电子发生氧化反应，故C 错误; D 根据总反应电池工作是，消耗硫酸，溶液中H +浓度减小，所以电解质溶液的PH 将不断变大，故正确易错警示:变式训练 1.日本茨城大学研制了一种新型的质子交换膜二甲醚燃料电池(DDFC)，该电池有较高的安全性。
电池总反应为：CH 3OCH 3＋3O 2===2CO 2＋3H 2O ，电池示意如图，下列说法不正确的是( )A ．a 极为电池的负极B ．电池工作时电流由b 极沿导线经灯泡再到a 极C ．电池正极的电极反应为： 4H + ＋ O 2 ＋ 4e -=== 2H 2OD ．电池工作时，1mol 二甲醚被氧化时就有6mol 电子转移 答案：D解析:在燃料电池中燃料做负极故A 正确,电流由正极流向负极故B 正确,由题可知为酸性条件故C 正确,1mol 二甲醚被氧化时就有12mol 电子转移故D 错误易错警示:考点2、原电池电极反应式的书写与化学电源一般来讲，书写原电池的电极反应式应注意如下四点：1、准确判断原电池的正负极一般而言，较活泼的金属成为原电池的负极，但不是绝对的。
如将镁铝合金放入6mol/L 的NaOH 溶液中构成原电池时，尽管镁比铝活泼，但镁不和NaOH 溶液反应，所以铝成为负极。
2、高度注意电解质的酸碱性在正、负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。
如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种，在酸溶液中负极反应式为：2H 2==4H ++4e-正极反应式为：O 2+4H ++4e-==2H 2O;如是在碱溶液中，则不可能有H +出现，在酸溶液中，也不可能出现OH -。
3、牢牢抓住总的反应方程式从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。
而两个电极反应相加即得总的反应方程式。
所以，对于一个陌生的原电池，只要知道总反应方程式和其中的一个电极反应式，即可迅速写出另一个电极反应式。
4、不能忽视电子转移数相等在同一个原电池中，负极失去的电子数必等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应式时，要注意电荷守恒。
这样可以避免由电极反应式写总反应方程式，或由总反应方程式改写成电极反应式所带来的失误，同时，也可避免在有关计算中产生误差。
典例研析:例2．(2011·福建理综，11)研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。
该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。
关于该电池的下列说法不正确的是( )A．水既是氧化剂又是溶剂B．放电时正极上有氢气生成C．放电时OH－向正极移动D．总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑答案：C解析：根据题给信息知锂水电池的总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，D正确；在反应中氢元素的化合价降低，因此H2O作氧化剂，同时又起到溶剂的作用，A正确；放电时正极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，B正确；正极周围聚集大量OH－，因此溶液中的阳离子Li＋向正极移动，负极周围聚集大量Li＋，因此溶液中的阴离子OH－向负极移动，C错误。
易错警示:变式训练 2．(2011·安徽理综，12)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是( ) A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgClB．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子C．Na＋不断向“水”电池的负极移动D．AgCl是还原产物答案：B解析:本题综合考查原电池和氧化还原反应的相关知识。
正极反应该得电子，因此A错；原电池中电解质溶液中的阳离子应该向正极移动，C错；Ag是反应的还原剂，因此AgCl是氧化产物，D错易错警示:考点3原电池原理在化工、农业生产及科研中的应用。
1．比较不同金属的活动性强弱根据原电池原理可知，在原电池反应过程中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或碳棒)作正极．若有两种金属A和B，用导线将A和B 连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A极溶解，而B极上有气体放出，说明在原电池工作过程中，A被氧化成阳离子而失去电子作负极，B作正极，则金属A的金属活动性比B强．2．加快化学反应速率由于原电池将氧化还原反应拆成两个半反应且有电流产生，因而反应速率加快．如Zn与稀H2SO4反应制氢气时，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成Cu－Zn原电池，加快反应进行．3．用于金属的防护要保护一个铁制闸门，可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极，铁制闸门作正极．4．设计制作化学电源设计原电池时要紧扣构成原电池的条件．(1)首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应；(2)电极材料的选择在原电池中，选择还原性较强的物质作为负极；氧化性较强的物质作为正极。