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金属的电化学腐蚀及防护


【小测】写出以下溶液的电解总反应式 ①NaCl(水溶液) ② NaCl(熔融) ③Al2O3(熔融) 电解 2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2↑+Cl2↑

阳极: - -2e- = Cl2↑ 2Cl
阴极: + + 2e- = 2Na 2Na

总反应:2NaCl(熔融)

电解 通电

2Na + Cl2 ↑

阳极: 6O 2- -12e- = 3 O2↑ 阴极: 4Al3+ + 12e- = 4Al 电解 通电 总反应: 2O3(熔融) 2Al 4Al + 3O2 ↑

第4节:金属的电化学腐蚀与防护

金属的腐蚀在生活中非常普遍
钢铁生锈

铜器生锈
铜 器 表 面 生 成 铜 绿

2007年8月1日,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。

一、金属的电化学腐蚀

【阅读课本】P84-85回答以下问题:

1. 什么是金属腐蚀?其本质是什么? 2. 金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀,两 者有何不同?
3. 电化学腐蚀(以钢铁腐蚀为例)可分为哪些种类? 它们的区别在哪里?

一、什么是金属腐蚀?其本质是什么? 1. 概念:金属与周围的气体或液体物质发生氧化 还原反应而引起损耗的现象

2. 本质: 金属原子失去电子被氧化的过程
二、金属腐蚀的类型 1.化学腐蚀: 金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2 SO2等) 或非电解液(如石油)等直接发生反应而引 起的腐蚀

2.电化学腐蚀: 不纯的金属跟电解质溶液接触时, 会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子而被 氧化的腐蚀

化学腐蚀

电化学腐蚀 不纯金属或合金 跟电解质溶液接触 有微弱电流产生 较活泼金属被氧化 与电解质溶液的酸碱 性及金属活性有关

条件
现象 本质 影响 因素 联系

金属跟干燥气体或非 电解质液体直接接触 无电流产生 金属被氧化

与接触物质的氧化性 及温度有关

两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍

三、电化学腐蚀(金属腐蚀)的分类 【思考】为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈,在 潮湿空气中却易生锈?

1. 析氢腐蚀 【条件】水膜呈强酸性

(溶有:CO2、SO2、H2S)

Fe 负极: - 2e- = Fe2+ 正极:2H++2e- =H2↑ 电池反应: Fe +2H+ =Fe2++H2↑ 【思考】铜能发生析氢腐蚀吗?

排在H后面的金属发生电化学腐蚀只发生吸氧腐蚀 课时:P94:11, 12

三、电化学腐蚀(金属腐蚀)的分类

2. 吸氧腐蚀 【条件】 水膜呈中性或弱酸 性或碱性 负极: - 4e- = 2Fe2+ 2Fe 正极: 2 + 2H2O + 4e- = 4OHO 电池反应:2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2 进一步: 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3· 2O + (3-n)H2O nH

吸氧腐蚀实验

导管内水柱上升

【交流研讨】属部件采用了什么样的防护措施吗? 镀铬 烤蓝 烤漆

涂机油

涂凡士林

镀锌

四、金属的防护 1、目的:防止金属被氧化 2、依据:依据金属腐蚀的化学反应原理和腐蚀类 型来确定金属防护的方法 3、方法: (1)制耐腐蚀合金:不锈钢等 (2)隔离法防护:电镀、喷漆、涂油等 (3)电化学保护法

五、金属的电化学防护 【阅读课本】P86,填空: 1.牺牲阳极的阴极保护法 应用 原电池 原理,让被保护金属作 正 极, 原理: 找另一种活泼性较强金属作 负 级

2. 外加电流的阴极保护法 原理:应用 电解池 原理,将被保护的钢铁设备做 阴 极,用惰性电极做辅助 阳 极,在外加直流电
作用下,电子被迫流向被保护的钢铁设备,使钢 铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零。

1.牺牲阳极的阴极保护法 原理:应用 原电池 原理,让被保护金属作 正 极, 找另一种活泼性较强金属作 负 级

2. 外加电流的阴极保护法 原理:应用 电解池 原理,将被保护的钢铁设备做 阴 极,用惰性电极做辅助 阳 极,在外加直流电

作用下,电子被迫流向被保护的钢铁设备,使钢 铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零。

辅助阳极(不 溶性)

【练习】下列各情况,在其中Fe片腐蚀
(5)>(2)>(1)>(3) 由快到慢的顺序__________________> ( 4 )

金属腐蚀快慢的判断依据: (1) 活泼性不同的两金属,活泼性差别越大,氧化 还原反应的速率越 快 ,活泼金属被腐蚀的速度 越 快 。 (2) 同一电解质溶液中, 电解原理引起的腐蚀(阳极) > 原电池原理引起的腐蚀(负极) 化学腐蚀 > > 有防腐措施的腐蚀(电解池的阳极、原电池的正极 及加有镀层的金属)。 (3) 同一种金属的腐蚀:在强电解质中 > 弱电解 质中 > 非电解质中

【练习】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) ________________________


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