选修41 3 1金属的电化学腐蚀

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。
3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。
由于铁与铜及空气中的水蒸气构成了原电池，铁作电池的负极，因此更容易腐蚀而生锈。
4.当化工厂排出的废气为酸性时，工厂附近的钢铁设施容易生锈。
铁制品在酸性条件下比在中性条件下更易被腐蚀。
烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液 中含 NaCl），第二天便出现红棕色锈 斑（主要成分为Fe 2 O 3?nH2O）。请问
? （1）在铁的表面喷涂上防腐油漆（如桥梁、汽车、 船舶）
? （2）油和油脂可以用来保护机器中由金属制成的 转动部分，如齿轮。
? （3）在铁的表面覆盖一层其他金属（如镀锡、镀 锌）等等，这是通过使钢铁与空气、水隔绝来达到 防腐蚀的目的。
【例】
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 弱酸性或中性 ，
一、金属的腐蚀 1、定义
是指金属或合金 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 其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。
3、分类
化学腐蚀 电化学腐蚀
化学腐蚀与电化学腐蚀
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
金属跟非金属等 物质直接接触
不纯金属或合金 跟电解质溶液接触
现象 无电流产生
有微弱电流产生
钢铁的吸氧腐蚀示意图
钢铁表面吸附的水膜呈中性或弱酸性时， 正极氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。
请大家根据原电池原理，写出 a、b两支试管中电极反应 式及电池反应方程式。
负极： Fe - 2e- = Fe2+
CH3COOH( aq)
正极： 2H++ 2e- =H2↑
金属表面水膜的酸性较强，腐蚀 过程有氢气放出，发生析氢腐蚀。
钢铁的析氢腐蚀 示意图
4、析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以钢铁为例）
析氢腐蚀 条件 水膜酸性较强
吸氧腐蚀 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
Fe2++ 2OH- =Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O牺牲阳极的阴极保护 Nhomakorabea 示意图
2、外加电源的阴极保护法：
利用电解原理，将被保护的金属作为 阴极，用惰性电极做辅 助阳极，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）
3.其他：在金属的表面覆盖保护层，可以改变金属 的组成和结构的方法来阻止金属腐蚀。生活中常见 的通过覆盖保护层防止铁生锈的方法：
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。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。
? 3、根据你的生活经验防，止你铁知失道电子生，活最中简有哪些 措施采用了覆盖保护层单就的覆是方盖隔法保绝防护空止层气。铁和水生，锈的？
? 4、除了覆盖保护层外，还有哪些保护金属的 方法，分别利用的什么原理？
二、金属的电化学防护
1、牺牲阳极的阴极保护法：
利用原电池原理，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作 用；另找一种活泼金属做负极受到腐蚀。
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选修
专题1 化学反应与能量变化
第三单元 金属的腐蚀与防护
我们已经知道，钢铁生锈是铁与空气中的氧气及 水蒸气反应的结果。那么，空气中的氧气和水是怎 样使钢铁生锈的呢？
阅读课文P23的下面，思考下列问题： 1、什么是金属腐蚀，它的实质是什么？ 2、金属腐蚀可分几类？它们原理有何不同？ 3、电化学腐蚀根据什么来划分为几种？
联系 通常两种腐蚀同时存在，但以吸氧腐蚀为主。
铁生锈除了必须有空气及水的参与之外，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，轮船更容易被腐蚀。
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，电化学腐蚀更易进行
2.1910年遗留在南极的食品罐头盒，至今其表面很少有铁锈出现。
变化和试管中的现象。 装置a中的导管中 水柱上升 ，
装置b中的导管中 水柱下降。
请大家根据原电池原理，写出 a、b两支试管中电极反应 式及电池反应方程式。
负极：2Fe - 4e- = 2Fe2+
正极: O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
NaCl (aq)
溶液反应：
Fe2++ 2OH- =Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O
本质 金属被氧化
较活泼金属被氧化
快慢 相同条件下较
较快
联系 两慢者往往同时发生，电化腐蚀更普遍.
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 图装置好仪器。几分钟 1.向还原铁粉中加入炭粉的作用是什么？ 后，打开止水夹，观察、 2.两个炭实粉验的的作用现是象成有为何原电差池异的？正极产生差异 比较导管中水柱（在水 的可能原因是什么？ 中滴加几滴红墨水）的
这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?
为什么?
纯铁片放入稀硫酸中发生的是析氢腐 蚀吗？
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专题1 化学反应与能量变化
第三单元 金属的腐蚀与防护
阅读思考
是空本气质中都O是2与铁H失2O共同 电子作被用腐的蚀结。果
? 1、铁被腐蚀与什么物质有关？本质是什么？
? 2、怎样才能防止铁生锈？最简单的方法是什 么？
发生 吸氧 腐蚀,电极反应式为：
负极： 2Fe －4e－＝2Fe2+ , 正极： O2+2H2O+4e－＝4OH－ 。
(2)若液面下降，则溶液呈 较强酸性 ，
发生 析氢 腐蚀，电极反应式为：
负极： 正极：
Fe － 2e－＝Fe2+
，
2H++2e－＝H2↑
。
【例】家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的 锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是 ( D )