1、第三节第三节 金属的腐蚀金属的腐蚀与防护与防护 学习目标学习目标 1. 认识金属腐蚀的危害，并能解释金属发生电化认识金属腐蚀的危害，并能解释金属发生电化 学腐蚀的原因，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀学腐蚀的原因，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。的电极反应式和总反应式。 2. 熟知金属腐蚀的防护方法。熟知金属腐蚀的防护方法。 钢铁生锈钢铁生锈 金属的腐蚀在生活中非常普遍金属的腐蚀在生活中非常普遍 观察这些金属腐蚀的图片观察这些金属腐蚀的图片 全球每一分钟就有全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈。吨钢腐蚀成铁锈。 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约全球每年钢铁腐蚀的经济损失约100000
2、亿美元，占各亿美元，占各 国国民生产总值的国国民生产总值的2%4%，我国钢铁腐蚀经济约占国民，我国钢铁腐蚀经济约占国民 生产总值的生产总值的4%，每年约有，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废。的钢铁因腐蚀而报废。 全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失是地震、全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失是地震、 水灾、台风等自然灾害造成损失总和的水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。倍。 了解金属腐蚀的危害了解金属腐蚀的危害 面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有 没有想过，没有想过，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？ 阅读阅读
3、课本回答课本回答以下问题：以下问题： 1. 什么什么是金属腐蚀？其本质是什么？是金属腐蚀？其本质是什么？ 2. 金属金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，两者的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，两者 有何不同？有何不同？ 3. 电化学腐蚀电化学腐蚀可分为哪些种类？它们的区别在哪里？可分为哪些种类？它们的区别在哪里？ 一一. . 金属的腐蚀金属的腐蚀 金属的腐蚀金属的腐蚀 (1)概念：金属或合金与周围的概念：金属或合金与周围的气体或液体气体或液体发生发生氧化还原氧化还原反反 应而引起损耗的现象。应而引起损耗的现象。 (4)由于与金属接触的由于与金属接触的气体或液体物质气体或液体物质不同，发生腐蚀的
4、情况不同，发生腐蚀的情况 也不同，发生腐蚀的情况也不同，一般金属腐蚀可分为两类：也不同，发生腐蚀的情况也不同，一般金属腐蚀可分为两类： (2)本质本质：金属原子金属原子失去失去电子变为电子变为阳阳离子离子,金属发生金属发生氧化氧化反应。反应。 (3)特征：金属被腐蚀后，在外形，色泽以及机械性能方面会特征：金属被腐蚀后，在外形，色泽以及机械性能方面会 发生变化发生变化. 化学腐蚀：化学腐蚀：(次要次要) 金属与其金属与其表面接触表面接触的一些物质的一些物质(如如O2、Cl2、SO2等等) 直接反应而引起的腐蚀。直接反应而引起的腐蚀。例如：铁与氯气直接反例如：铁与氯气直接反 应而腐蚀；输油、输气的
5、钢管被原油、天然气中应而腐蚀；输油、输气的钢管被原油、天然气中 的含硫化合物腐。的含硫化合物腐。 电化学腐蚀：电化学腐蚀：(主要主要) 当当不纯不纯的金属与的金属与电解质电解质溶液接触时会发生溶液接触时会发生原电池原电池反反 应，比较活泼的金属发生应，比较活泼的金属发生氧化反应氧化反应而被腐蚀。而被腐蚀。例如：例如： 钢铁制品在潮湿空气中的锈蚀就是电化学腐蚀。钢铁制品在潮湿空气中的锈蚀就是电化学腐蚀。 化学腐蚀化学腐蚀 电化学腐蚀电化学腐蚀 条件条件 现象现象 本质本质 影响影响 因素因素 联系联系 金属跟干燥气体或非电解金属跟干燥气体或非电解 质液体直接接触质液体直接接触 不纯金属或合金不纯
6、金属或合金 跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触 无电流产生无电流产生 有有微弱电流微弱电流产生产生 金属被氧化金属被氧化 较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化 与接触物质的氧化性及与接触物质的氧化性及 温度有关温度有关 与电解质溶液的酸碱性与电解质溶液的酸碱性 及金属活性有关及金属活性有关 两者往往同时发生，两者往往同时发生，电化学腐蚀电化学腐蚀更普遍更普遍 钢铁钢铁在干燥的空气里长时间不易被在干燥的空气里长时间不易被腐蚀，腐蚀， 但但在潮湿的空气里却很快被在潮湿的空气里却很快被腐蚀，腐蚀，这这是什是什 么原因呢么原因呢? 在在潮湿的空气潮湿的空气里，钢铁里，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。表面吸附了
7、一层薄薄的水膜。 水中溶有水中溶有O2、CO2、SO2等气体，这样在等气体，这样在钢铁表面形钢铁表面形 成了一层电解质溶液的成了一层电解质溶液的薄膜，薄膜，它它跟钢铁里的铁和少跟钢铁里的铁和少 量的量的碳构成无数微小的原电池碳构成无数微小的原电池。 负极：负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极：正极： O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 电池反应：电池反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2 总结：总结：金属表面吸附的水膜呈金属表面吸附的水膜呈中性中性或或酸性很弱酸性很弱条件下，条件下， 溶有一定量溶有一定量氧气氧气发生的电化腐蚀叫发生的电化腐蚀叫吸氧腐蚀吸氧腐蚀。
8、 装置中进一步反应：装置中进一步反应： 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3 xH2O+(3-x) H2O 正极：正极： 2H+ 2e- =H2 负极：负极： Fe - 2e- = Fe2+ 电池反应：电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 总结：总结：金属表面水膜金属表面水膜溶解大气溶解大气 中的中的酸性酸性气体，使气体，使水膜水膜中含有中含有 一定量的一定量的H+，使溶液，使溶液呈呈一定酸一定酸 性性发生的发生的电化电化腐蚀叫腐蚀叫析氢腐蚀析氢腐蚀。 问题思考：如果将铁钉浸没在一定酸性的问题思考：如果将铁钉浸没在一定酸性的电
9、解质溶电解质溶 液液中电极反应有变化吗？中电极反应有变化吗？ 钢铁腐蚀钢铁腐蚀 析氢腐蚀析氢腐蚀 吸氧腐蚀吸氧腐蚀 条件条件 电极电极 反应反应 负极负极Fe(-) 正极正极C(+) 总反应总反应 联系联系 水膜呈强酸性水膜呈强酸性 水膜呈中性或弱酸性水膜呈中性或弱酸性 Fe-2e =Fe2+ 2Fe-4e =2Fe2+ O2+2H2O+4e =4OH 2H+2e =H2 2H+Fe=Fe2+H2 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 Fe2O3 nH2O 4Fe(OH)2+2H2O+O2 = 4Fe(OH)3 金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，金属的腐蚀以电化学腐蚀为主， 电化学腐蚀又以吸氧腐
10、蚀为主电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH5.6时时) 若若pH 快快 快快 金属腐蚀快慢的判断：金属腐蚀快慢的判断： 一一.金属的腐蚀金属的腐蚀 1.定义定义 2.本质本质 3.分类分类 化学腐蚀化学腐蚀 电化学腐蚀电化学腐蚀 钢铁的析氢腐蚀钢铁的析氢腐蚀(次要次要) 钢铁的吸氧腐蚀（主要）钢铁的吸氧腐蚀（主要） 二二.金属的防护金属的防护 1.电化学保护法电化学保护法 2.改善金属的内部组织结构改善金属的内部组织结构(内因内因) 3.在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层 课堂课堂小结小结 1. 下列不能用于金属防腐处理的是（下列不能用于金属防腐处理的是（ ） A. 涂涂油油 B. 改变金属
11、内部结构改变金属内部结构 C. 镀上一层耐腐蚀的金属镀上一层耐腐蚀的金属 D. 在海轮的船体上镶铜块在海轮的船体上镶铜块 D 随堂练习随堂练习 A.潮湿疏松透气的土壤中潮湿疏松透气的土壤中 B.含铁元素较多的酸性土壤中含铁元素较多的酸性土壤中 C.干燥致密不透气的土壤中干燥致密不透气的土壤中 D.含碳量较高含碳量较高，潮湿透气的中性土壤中潮湿透气的中性土壤中 2.下列情况下下列情况下，埋在地下的输油铸铁管道埋在地下的输油铸铁管道 被腐蚀最慢的是被腐蚀最慢的是（ ） C 3.钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是( ) Fe由单质转化为由单质转化为+2价；价； Fe由由+2
12、价转化为价转化为+3价；价； 产生氢气；产生氢气；产生氧气；产生氧气； 杂质杂质C被氧化除去；被氧化除去； Fe（OH）3失水变成失水变成Fe2O3 3H2O. A. B. C. 只有只有 D. 全部全部 A 4.为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方法是为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方法是( ) A. 与与直流电源负极相连接直流电源负极相连接 B. 与与直流电源的正极相连接直流电源的正极相连接 C. 与与铜板相连接铜板相连接 D. 与与锌板相连接锌板相连接 AD 5.以下现象与电化学腐蚀无关的是以下现象与电化学腐蚀无关的是（ ） A.黄铜黄铜(铜锌合金铜锌合金)制作的锣不易产生铜绿制作的锣不易产生铜绿 B.生铁比纯铁容易生锈生铁比纯铁容易生锈 C.铁质配件附有铜质配件铁质配件附有铜质配件，在接触处易生铁锈在接触处易生铁锈 D.银质物品久置表面变银质物品久置表面变暗暗 D