金属的电化腐蚀和防护
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课件63张PPT。 穆棱市第一中学 李秋丽金属的电化学腐蚀与防护欢迎各位领导、专家莅临指导！2019-2-2712019-2-2712019-2-2712019-2-2712019-2-2712019-2-2712019-2-2712019-2-2712019-2-2712019-2-2712019-2-2712019-2-2712019-2-2712019-2-2712019-2-2712019-2-271美国明尼苏达州一座跨越密西西比河的大桥发生坍塌.事故造成6人死亡.金属腐蚀危害的图片2019-2-271钢铁生锈造成大桥断裂！四川省宜宾市城区的南门大桥2019-2-271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达15万亿元） 。
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。2019-2-271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。
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、等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。
2019-2-271看后：你有何感想？2019-2-271看了这组图片，你对金属腐蚀是怎样理解的？2019-2-271金属的腐蚀
金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。
其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。
一、金属的电化学腐蚀2019-2-271面对资料的惊人数据，面对金属腐蚀严重危害，大家有没有想过，金属怎么会被腐蚀？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？2019-2-271科学探究：
为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈呢？
2019-2-271实验中须注意以下几点：
（1）多用几枚铁钉，增大铁钉腐蚀时的耗氧量，以便在短时间内可观察到更为明显的实验效果。
（2）整个装置应保证密封状态良好。2019-2-271实验现象：装置的导管中水柱上升思考：导管中的水柱变化说明什么问题？装置的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小， 装置中有气体参加反应。
思考：什么气体参加了反应呢？o22019-2-271请大家根据原电池原理，写出电极反应式及总反应方程式。装置中：负极：2Fe - 4e- =2Fe2+正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-总反应： 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。2019-2-2714Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O装置中：
进一步反应：2019-2-271正极： 2H++ 2e- =H2 ↑负极： Fe - 2e- = Fe2+装置中:NaCl溶液换成水，往水中吹二氧化碳又会有什么现象呢？总反应Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑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。2019-2-2711、电化学腐蚀 不纯的金属（或合金）跟电解质
溶液接触时，会发生原电池反应，
比较活泼的金属失去电子而被氧化，
这种腐蚀叫做电化学腐蚀。2019-2-2712、化学腐蚀 金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、
SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀
叫做化学腐蚀。2019-2-271家用燃气灶放在南极已差不多90年食品罐头 一般情况下，温度的升高会加快化学反应速率。因此，温度对化学腐蚀的影响较明显。2019-2-271化学腐蚀与电化腐蚀的比较:金属跟非金属单质 等直接接触不纯金属或合金
跟电解质溶液接触无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍考考你？2019-2-271钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 · nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。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。电极反应负极Fe(- )Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-总反应:Fe + 2H+ =
Fe2+ + H2 ↑2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系2019-2-271 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）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么?解析：属于电化学腐蚀。
因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因为Fe-C-NaCl形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。2019-2-271思考：
为什么白皮铁（镀锌铁皮）制品不易生锈，即使表面被划破也是如此，而马口铁（镀锡铁皮，做罐头用）制品一旦划破，表面会更快地生锈？
2019-2-271下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)2019-2-271 在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：
电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀小结2019-2-271 请大家根据铁生锈的原理，思考应采取什么措施防止铁生锈？2019-2-271健身器材刷油漆以防锈2019-2-271衣架和电线的外面包上一层塑料层2019-2-271 镀上其他金属罐头是由镀锡铁制成2019-2-271镀铬的浴室水笼头。 镀铬的浴室水笼头2019-2-271 使用铁合金2019-2-2712019-2-2712019-2-271 自行车的不同构件如链条、钢圈、支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施？思考2019-2-271你还想知道哪些方法能防止金属腐蚀吗？ 2019-2-271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。1.牺牲阳极的阴极保护法二、金属的电化学保护 2019-2-271牺牲阳极的阴极保护法：2019-2-2712.外加电源的阴极保护法
原理 :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。2019-2-271外加电源的阴极保护法：2019-2-271①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，电镀Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。
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。金属防护的几种重要方法原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。小结2019-2-271金属的电化学防护小结防腐措施由好到坏的顺序如下：
外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件2019-2-271改变金属的内部组织结构 防腐 2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的国宝在240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是（ D ）A.C.铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；B.D.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；练 习2019-2-2711.相对于在内河行驶的轮船来说，在海里行驶轮船更容易被腐蚀。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，电化学腐蚀更容易进行。2019-2-2712.当化工厂排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。2019-2-271 回想今天的课堂上同学们获得了哪些知识2019-2-271【实践活动】
可组织社会调查等活动，然后进行交流。相关专题可以是：
1. 当地，金属腐蚀的现状及其危害；
2. 当地，人们对金属腐蚀的严重性和危害性的认识程度；
3. 通过观察和资料收集，你了解哪些防止金属腐蚀的方法？在社会上相关的科学技术有无新的进展 作业：2019-2-271谢 谢，
请多提宝贵意见！！2019-2-271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 性，发生
腐蚀,电极反应式为：负极： ,
正极：若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极：
正极： 。（2）中性或碱性 吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氢Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑ 2019-2-271铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？铜器上的铁铆钉为什么特别容易生锈？2019-2-271
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达15万亿元） 。
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。2019-2-271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。
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、等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。
2019-2-271看后：你有何感想？2019-2-271看了这组图片，你对金属腐蚀是怎样理解的？2019-2-271金属的腐蚀
金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。
其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。
一、金属的电化学腐蚀2019-2-271面对资料的惊人数据，面对金属腐蚀严重危害，大家有没有想过，金属怎么会被腐蚀？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？2019-2-271科学探究：
为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈呢？
2019-2-271实验中须注意以下几点：
（1）多用几枚铁钉，增大铁钉腐蚀时的耗氧量，以便在短时间内可观察到更为明显的实验效果。
（2）整个装置应保证密封状态良好。2019-2-271实验现象：装置的导管中水柱上升思考：导管中的水柱变化说明什么问题？装置的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小， 装置中有气体参加反应。
思考：什么气体参加了反应呢？o22019-2-271请大家根据原电池原理，写出电极反应式及总反应方程式。装置中：负极：2Fe - 4e- =2Fe2+正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-总反应： 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。2019-2-2714Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O装置中：
进一步反应：2019-2-271正极： 2H++ 2e- =H2 ↑负极： Fe - 2e- = Fe2+装置中:NaCl溶液换成水，往水中吹二氧化碳又会有什么现象呢？总反应Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑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。2019-2-2711、电化学腐蚀 不纯的金属（或合金）跟电解质
溶液接触时，会发生原电池反应，
比较活泼的金属失去电子而被氧化，
这种腐蚀叫做电化学腐蚀。2019-2-2712、化学腐蚀 金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、
SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀
叫做化学腐蚀。2019-2-271家用燃气灶放在南极已差不多90年食品罐头 一般情况下，温度的升高会加快化学反应速率。因此，温度对化学腐蚀的影响较明显。2019-2-271化学腐蚀与电化腐蚀的比较:金属跟非金属单质 等直接接触不纯金属或合金
跟电解质溶液接触无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍考考你？2019-2-271钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 · nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。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。电极反应负极Fe(- )Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-总反应:Fe + 2H+ =
Fe2+ + H2 ↑2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系2019-2-271 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）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么?解析：属于电化学腐蚀。
因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因为Fe-C-NaCl形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。2019-2-271思考：
为什么白皮铁（镀锌铁皮）制品不易生锈，即使表面被划破也是如此，而马口铁（镀锡铁皮，做罐头用）制品一旦划破，表面会更快地生锈？
2019-2-271下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)2019-2-271 在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：
电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀小结2019-2-271 请大家根据铁生锈的原理，思考应采取什么措施防止铁生锈？2019-2-271健身器材刷油漆以防锈2019-2-271衣架和电线的外面包上一层塑料层2019-2-271 镀上其他金属罐头是由镀锡铁制成2019-2-271镀铬的浴室水笼头。 镀铬的浴室水笼头2019-2-271 使用铁合金2019-2-2712019-2-2712019-2-271 自行车的不同构件如链条、钢圈、支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施？思考2019-2-271你还想知道哪些方法能防止金属腐蚀吗？ 2019-2-271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。1.牺牲阳极的阴极保护法二、金属的电化学保护 2019-2-271牺牲阳极的阴极保护法：2019-2-2712.外加电源的阴极保护法
原理 :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。2019-2-271外加电源的阴极保护法：2019-2-271①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，电镀Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。
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。金属防护的几种重要方法原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。小结2019-2-271金属的电化学防护小结防腐措施由好到坏的顺序如下：
外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件2019-2-271改变金属的内部组织结构 防腐 2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的国宝在240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是（ D ）A.C.铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；B.D.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；练 习2019-2-2711.相对于在内河行驶的轮船来说，在海里行驶轮船更容易被腐蚀。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，电化学腐蚀更容易进行。2019-2-2712.当化工厂排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。2019-2-271 回想今天的课堂上同学们获得了哪些知识2019-2-271【实践活动】
可组织社会调查等活动，然后进行交流。相关专题可以是：
1. 当地，金属腐蚀的现状及其危害；
2. 当地，人们对金属腐蚀的严重性和危害性的认识程度；
3. 通过观察和资料收集，你了解哪些防止金属腐蚀的方法？在社会上相关的科学技术有无新的进展 作业：2019-2-271谢 谢，
请多提宝贵意见！！2019-2-271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 性，发生
腐蚀,电极反应式为：负极： ,
正极：若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极：
正极： 。（2）中性或碱性 吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氢Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑ 2019-2-271铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？铜器上的铁铆钉为什么特别容易生锈？2019-2-271