4.4金属的电化学腐蚀与防护

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新课导入在我们的生活 中经常可以见到， 中经常可以见到， 一些美观的金属器 皿使用一段时间后 会失去表面的光泽， 会失去表面的光泽， 如铁器会生锈， 如铁器会生锈，铜 会长出铜绿， 会长出铜绿，这就 是金属腐蚀的现象。 是金属腐蚀的现象。 被腐蚀的金属

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第4节 节

金属的电化学腐 蚀与防护

一、金属的电化学腐蚀 二、金属的电化学防护

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教学目标知识目标1.知道金属腐蚀的两种类型(化学腐蚀和电化学 知道金属腐蚀的两种类型( 知道金属腐蚀的两种类型 腐蚀)。 腐蚀)。 2.能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐 能解释金属发生电化学腐蚀的原因, 能解释金属发生电化学腐蚀的原因 蚀的危害。 蚀的危害。 3.能说出防护金属腐蚀的方法。 能说出防护金属腐蚀的方法。 能说出防护金属腐蚀的方法

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能力目标1. 学会设计控制单一变量进行对比实验以及对实验 设计进行评价。 设计进行评价。 2.从实验探究过程中提高对实验现象的观察能力和 从实验探究过程中提高对实验现象的观察能力和 分析能力。 分析能力。

情感态度与价值观培养实事求是的科学精神，树立正确的科学态度。 培养实事求是的科学精神，树立正确的科学态度。

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教学重难点重点金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。 金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。

难点电极反应式的写法 和金属发生吸氧腐蚀的 电化学原理。 电化学原理。

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一、金属的电化学腐蚀金属腐蚀：金属(或合金) 金属腐蚀：金属(或合金)跟周围接触到的气体(或液体)反应而腐蚀损耗的现象。 或液体)反应而腐蚀损耗的现象。 根据与金属接触的气体或液物质不同， 根据与金属接触的气体或液物质不同，一般 可将金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 可将金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

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1.化学腐蚀 化学腐蚀定义：金属与接触到的干燥气体( 定义：金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、 SO2等)或非点解释溶液(如汽油)等直接发生化 或非点解释溶液(如汽油) 学反应而引起的腐蚀，叫做化学腐蚀。 学反应而引起的腐蚀，叫做化学腐蚀。 例如，铁与氯气直接反应而腐蚀， 例如，铁与氯气直接反应而腐蚀，钢管被 原油中得含硫化合物腐蚀等。 原油中得含硫化合物腐蚀等。

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2.电化学腐蚀 电化学腐蚀定义：不纯的金属或合金与电解质溶液接触， 定义：不纯的金属或合金与电解质溶液接触， 会发生原电池反应， 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。 被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。 例如，钢铁在潮湿的

空气中生锈。 例如，钢铁在潮湿的空气中生锈。

电化学腐蚀 根据参加反应得 气体不同， 气体不同，分为 析氢腐蚀和吸氧 腐蚀。 腐蚀。

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2.1析氢腐蚀 析氢腐蚀 钢铁在潮湿的空气中表面会形成一薄层水 水膜又溶解有来自大气中的CO2、SO2、 膜，水膜又溶解有来自大气中的 H2S等气体，这些气体在水中发生电离，产生 等气体， 等气体 这些气体在水中发生电离， H+,即

H 2O+CO 2 =H 2CO 3 =H + +HCO 3 H 2O=H + +OH -

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因此在钢铁表面形成一层电解质溶液的 薄膜， 薄膜，它与钢铁内的铁和少量的碳恰好构成 了原电池。这些微小的原电池遍布钢铁表面。 了原电池。这些微小的原电池遍布钢铁表面。 在这些原电池中，铁是负极，碳是正极， 在这些原电池中，铁是负极，碳是正极， 其电极反应如下: 其电极反应如下 负极： 负极： 正极： 正极：

Fe-2e- =Fe 2+2H + +2e- =H 2

氧化反应 还原反应

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总反应: 总反应:

Fe+2H + =Fe 2+ +H 2

由于在腐蚀过程中不断有H 放出，所以叫做析 由于在腐蚀过程中不断有 2放出，所以叫做析 氢腐蚀(如下图)。 氢腐蚀(如下图)。 Fe2+ 电解质溶液 析氢腐蚀是在 酸性环境中引起的 腐蚀。 腐蚀。 C H2

钢铁的析氢腐蚀示意图

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2.2吸氧腐蚀 吸氧腐蚀 如果钢铁表面的水膜酸性很弱或呈中性， 如果钢铁表面的水膜酸性很弱或呈中性，且 水膜酸性很弱或呈中性 溶有一定量的氧气，那么此时就会发生吸氧腐蚀 溶有一定量的氧气，那么此时就会发生吸氧腐蚀 如下图)。 (如下图)。 Fe2+ 电解质溶液 其电极反应如下： 其电极反应如下： 负极： 负极： 2 Fe 4 e = 2 Fe 2+ 氧化反应 钢铁的吸氧腐蚀示意图 C H2

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正极： 正极：

2H 2O+O 2 +4e- =4OH -

还原反应

总反应： 总反应： 2Fe+O 2 +2H 2O=2Fe ( OH )2 Fe(OH)2继续与空气中的 2作用，生成 继续与空气中的O 作用， Fe(OH)3:4Fe ( OH )2 +O 2 +2H 2O=4Fe ( OH )3

Fe(OH)3脱去一部分水生成 2O3·xH2O,它是 脱去一部分水生成Fe 它是 铁锈的主要成分。铁锈疏松的覆盖在钢铁表面， 铁锈的主要成分。铁锈疏松的覆盖在钢铁表面， 不能阻止钢铁继续腐蚀。 不能阻止钢铁继续腐蚀。

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实 验将经过酸洗除去铁锈的铁钉， 将经过酸洗除去铁锈的铁钉，用饱和食盐水 浸泡以下，放入具支试管中(如下图)。 浸泡以下，放入具支试管中(如下图)。

食盐水浸泡过的铁钉

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观察导管中水柱变化，并思考原因？ 观察导管中水柱变化，并思考原因？ 实验现象： 导管内水柱上升。 实验现象： 导管内水柱上升。 原理： 因为发生了吸氧腐蚀，试管内空气减少。 原理： 因为发生了吸氧腐蚀，试管内空气减少。

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2.3化学腐蚀与电化学腐蚀的比

较 化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 化学腐蚀 金属与非电解质 等直接接触 无电流产生 电化学腐蚀 不纯金属或合金与电解质 溶液接触 有微弱电流产生

条件 现象 本质 相互关 系

金属被氧化的过程 较活泼金属被氧化的过程 化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生， 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， 化学腐蚀更普遍，危害严重