金属的腐蚀和防护

课堂练习 ：
1.烧煤产生的SO2腐蚀厨房里的金属设备，这种 腐蚀属于什么腐蚀？ 化学腐蚀 2.用纯铜做的天线与用铜铝缠在一起做成的天线， 哪个更耐用？为什么？ 前者更耐用，因铜铝缠在一起会形成原电池， 加速金属的腐蚀
3、当镀层有破损时，对于镀锌铁（白铁）和镀 锡铁，哪个更易发生腐蚀呢？试从原电池原理 加以分析。 后者更易发生腐蚀，因铁比锡活泼，在原电池 反应中，铁失电子被腐蚀，而锌比铁活泼，在 原电池反应中，锌失电子被腐蚀，而铁被保护
较强酸性 性， (2)、若液面下降，则溶液呈__________ 析氢 发生_________ 腐蚀，电极反应式为： -＝Fe2+ Fe 2e 负极：__________________________
++2e-＝H ↑ 2H 正极：_________________________________ 2
表3－4
金属防腐方法的比较
方法 镀塑 涂油漆 镀锡 镀铬 镀锌 使用不锈钢 铁器件烤蓝
防腐效果 差 一般 好 好 很好 很好 好
价格 便宜 便宜 中等 昂贵 中等 昂贵 中等
合理选择防腐方法
防止金属腐蚀的方法很多，不同的方法， 使用条件不同，防腐效果不同，费用也有差异。 选择防腐方法时，一般需要考虑以下几个 问题： 1．金属制品的使用期限。如果是短期使用， 不须采用昂贵的防腐方法。 2．金属制品的使用环境。不同的环境造成 金属腐蚀的因素、金属发生腐蚀的速率不同， 使用的防腐方法也不同。 3．对金属制品外观的要求。
船身如何防腐蚀的？
船身上装锌块
用牺牲锌块的方法来保护
如何防止地下钢铁管道的腐蚀？
用牺牲镁块的方法来防止地下钢 铁管道的腐蚀，镁块要定期更换
（2）[外加电流的保护法] 将被保护的金属和 电源的负极连接，另选一块能导电的惰性材 料接电源正极。通电后，使金属表面产生负 电荷（电子）的聚积，因而抑制了金属失电 子而达到保护目的。此法主要用于防止在土 壤、海水及河水中的金属设备受到腐蚀。
人教版《化学反应原理》（选修四）
第四章 电化学 第四节 金属的腐蚀和防护
授课者：徐惠明
金属腐蚀给生产生活带来很多不便，造 成了巨大的经济损失。据报道，全世界每年 因金属腐蚀造成的直接经济损失约达7 000亿 美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成 损失总和的6倍。我国因金属腐蚀造成的损失 占国民生产总值(GNP)的4％，钢铁因腐蚀而 报废的数量约占钢铁当年产量的25％～30％。 金属腐蚀还可能造成环境污染。例如，重金 属制成的材料被腐蚀后，重金属离子就会进 入到水体、土壤中，引起重金属污染。因此， 采取各种措施防止金属的腐蚀十分必要。
（1）[牺牲阳极保护法] 此法是将活泼金
属（如锌或锌的合金）连接在被保护的金属上， 当发生电化腐蚀时，这种活泼金属作为负极发 生氧化反应，因而减小或防止被保护金属的腐 蚀。这种方法常用于保护水中的钢桩和海轮外 壳等例如水中钢铁闸门的保护，通常在轮船的 外壳水线以下处或在靠近螺旋浆的舵上焊上若 干块锌块，来防止船壳等的腐蚀。
②电化学保护的的另一种方 法叫阳极保护法，即通过外 加电压，使阳极在一定的电 位范围内发生钝化的过程。 可有效地阻滞或防止金属设 备在酸、碱、盐类中腐蚀。
3、在金属表面覆盖保护层： （1）涂矿物质油脂，油漆或覆盖 搪瓷塑料。 （2）镀抗蚀金属－电镀、热镀、 喷镀法。
（3）用化学方法使其表面形成一层 致密氧化膜。 如：烤蓝
练习 1.下列现象与电化学腐蚀无关的 是:( ) A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不 易产生铜绿 B.生铁比纯铁更易生锈 C.铁质器件附有铜质配件,在接触 处易生锈 D银质奖牌久置表面变暗
D
2.铁钉和碳棒用导线连接后,浸入到 食盐溶液中,可能发生的反应是: ( ) A.碳棒上放出Cl2 B.碳棒附近产生OHC.碳棒上放出H2 D.铁钉被氧化
C
5. 有些盛放食品的铁罐是用“马口铁”(镀锡 铁皮)制成的；屋檐的水槽、浇花用的水壶和水桶等 器具一般是用白铁皮(镀锌铁皮)制成的。当“马口 铁”铁罐被腐蚀时，锈斑呈点状分布，锈孔容易穿 透铁罐；而白铁皮水槽被腐蚀时，锈斑容易在面上 扩展开来，镀锌层先被腐蚀而内部的铁却不易被锈 蚀。你知道造成这种现象的原因吗?
2 2 2 3
二、金属的防护
（1）改变金属内部结构； （2）覆盖保护层； （3）钢铁表面镶嵌活泼金属， 如锌； （4）钢铁连接电源负极。
1.改变金属的内部组织结构
例如制造各种耐腐蚀的合金，如在普通 钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。
2、电化学保护法
①将被保护的金属作为腐蚀电池的阴极，
使其不受到腐蚀，所以也叫阴极保护法。这种 方法主要有以下两种：
1).在钢铁制件表面涂上机油、凡士 林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐 蚀的非金属材料。
2).用电镀、热镀、 喷镀等方法，在钢 铁表面镀上一层不 易被腐蚀的金属， 如锌、锡、铬、镍 等。
这些金属常因氧化而形 成一层致密的氧化物薄 膜，从而阻止水和空气 等对钢铁的腐蚀。
（3） “烤蓝”，又称“发蓝”，也是 一种常用的铁器表面处理方法。它可以使 铁器表面氧化生成一层致密的四氧化三铁 薄膜，增强铁器件的抗腐蚀能力。铁器件 “烤蓝”要使用发蓝液。常用的一种发蓝 液是用氢氧化钠、硝酸钠、亚硝酸钠等试 剂配制而成的。去除了油污和锈斑的刀片， 在发蓝液中煮沸一段时间后取出，用水洗 净，就可以看到刀片表面呈现出蓝黑色光 泽。
结合下列问题，通过调查和讨论了解生活中使 用的铁器和其他金属制品采用了哪些防止腐蚀的方 法，查阅资料分析这些防腐方法的原理。 1．铁质自来水管为什么要镀锌? 2．自行车车轮钢圈镀铬有什么作用?铬是如何镀上 去的？ 3．汽车车身、轮船外壳喷涂的油漆起什么作用? 4．有些小刀的刀片表面带有蓝黑色的光泽，这是 经过“烤蓝”处理形成的。你知道什么是“烤蓝” 吗?为什么刀片要经过“烤蓝”处理? 5．暂时不使用的刀具等金属器件要擦干并涂上油 或是凡士林，为什么? 6．用不锈钢代替碳钢制作钢铁器件有什么好处?
• 7、 烧过菜的铁锅未及时洗净，第 二天便出现红棕色锈斑（该锈斑为 Fe(OH)3失水的产物），试用有关的 电极反应式，离子方程式和化学方 程式表示Fe(OH)3的生成． Fe-2e=Fe • （1）负极______ ； 2+ （ 2） 正极______ ；2+4e=4OH2H2O+O Fe2++2OH • （3）离子方程式______ ； -=Fe(OH)2 4Fe(OH) +2H O+O =4Fe(OH) （4）化学方程式______
4、如图, 水槽中试管内有一枚铁 钉，放置数天观察：
ห้องสมุดไป่ตู้
弱酸性或中性 性， (1)、若液面上升，则溶液呈_______________ 吸氧 发生________ 腐蚀,电极反应式为： 负极：___________________________________, 2Fe - 4e-＝2Fe2+
-＝4OH－ O +2H O+4e 正极：___________________________________ 2 2
BD
3、下列事实不能用电化学原理解释 的是（ ） A 铝片不需要特殊的保护方法。 B 炒过菜的铁锅未清洗易生锈。 C 轮船水线以下的船壳上镶有一定 数量的锌。 D 镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀。
A
4.埋在地下的输油铸铁管道，在下列各 种情况下被腐蚀速率最慢的是 ( ) A．在潮湿疏松的土壤中； B．在含铁元素较多的酸性土壤中； C．在干燥致密不透气的土壤中； D．在含碳较多的潮湿透气的中性土壤
5. 有人设计以Pt和Zn为电极材料， 埋入人体内作为某种心脏病人的心 脏起搏器的能源。它依靠人体内血 液种含有一定浓度的溶解氧、H+和 Zn2+进行工作。它的两极电极反应 式分别为： 、
（正极：Zn-2e-=Zn2+ ,负极：2H2O+O2+4e-=4OH-,）
6、下列装置中四块相同的Zn片，放置一段 时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是 (4) (2) (1) (3) _____________________________________