第三节 金属的腐蚀与防护
[学习目标]
1．认识金属腐蚀的危害，能利用原电池原理解释电化学腐蚀的原因。
2．能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。
3．了解金属防护的一般方法，特别是电化学防护的方法。
[核心知识梳理]
一、金属的腐蚀
1．金属腐蚀的本质
金属原子失去电子变成金属阳离子，金属发生氧化反应。
2．金属腐蚀的类型
(1)化学腐蚀和电化学腐蚀
类型 化学腐蚀 电化学腐蚀
条件 金属与接触到的物质直接发生反应 不纯的金属接触到电解质溶液发生原电池反应
相同点 ①实质都是金属原子失去电子被氧化而损耗；
不同点
②化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍
(2)钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀
类别 项目 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜酸性较 水膜酸性很 或呈 性
负极 Fe－2e－===Fe2＋
正极
总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
联系 通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍
二、金属的防护
1．防护的方法
(1)改变金属材料的组成（不锈钢合金）
(2)在金属表面覆盖保护层（隔绝）
①非金属保护层：如喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等。
②金属保护层：如铜制品上镀镍、银、锌等。
2．电化学保护法
金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池 极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为 极(阴极)，就不易被腐蚀。
(1)牺牲阳极法
①原理： 原理
②要求：被保护的金属作 极，活泼性更强的金属作 极。
③应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块
(2)外加电流法
①原理： 原理
②要求：被保护的金属作为 极，与电源的 极相连
③应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。
【例1】我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是( )
A. 通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B. 通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e-= H2↑＋2OH-
C. 断电时，锌环上的电极反应为Zn2+＋2e-= Zn
D. 断电时，仍能防止铁帽被腐蚀第四章 化学反应与电能教学设计
第三节 金属的腐蚀与防护
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[学习目标]
1．认识金属腐蚀的危害，能利用原电池原理解释电化学腐蚀的原因。
2．能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。
3．了解金属防护的一般方法，特别是电化学防护的方法。
[思维导图建框架]
[核心知识梳理]
一、金属的腐蚀
1．概念：金属腐蚀是金属或合金与周围的 或 发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
2．分类：根据金属接触的 或 不同，把金属的腐蚀分为 腐蚀和 腐蚀两类。
(1)化学腐蚀：金属与其表面接触到的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。
(2)电化学腐蚀： 的金属与 溶液接触时，会发生 ， 的金属失去电子发生氧化反应而被腐蚀。
3．钢铁的电化学腐蚀类型及原理
类别 项目 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
图形描述
条件 水膜酸性较 水膜酸性很 或呈 性
负极 Fe－2e－===Fe2＋
正极
总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O
联系 通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍
4．金属腐蚀快慢的判断
(1)在同一电解质溶液中：电解池原理引起的阳极腐蚀>原电池原理引起的负极腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)不同保护措施的腐蚀快慢顺序：无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的腐蚀>牺牲阳极法引起的腐蚀>外加电流法引起的腐蚀。
(3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
(4)对于活动性不同的两金属，活动性差别越大，氧化还原反应的速率越大，活泼金属腐蚀越快；纯度越高的金属，腐蚀速率越小。
二、金属的防护
1．防护的原理：金属防护主要是从 、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑的。
2．防护的方法
(1)改变金属材料的组成
如把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。
(2)在金属表面覆盖保护层
在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品与 (外界空气、水、电解质溶液等)隔离，这是一种普遍采用的防护方法，如
①非金属保护层：如喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等。
②金属保护层：如铜制品上镀镍、银、锌等。
③用化学方法使其表面形成致密的氧化物保护膜。
3．电化学保护法
金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池 极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为 极(阴极)，就不易被腐蚀。
(1)牺牲阳极法
①原理： 原理
②要求：被保护的金属作 极，活泼性更强的金属作 极。
③应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块
(2)外加电流法
①原理： 原理
②要求：被保护的金属作为 极，与电源的 极相连
③应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。
