第四节 金属的电化学腐蚀与防护

第四章 电化学基础

第四节 金属的电化学腐蚀与防护

※明确学习目标※

【知识与技能】：⒈了解金属发生腐蚀的原因及现代防护措施。2.了解金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的区别与联系。3．掌握金属发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电化学原理 【过程与方法】：通过探究活动培养学生动手操作和运用所学知识解决实际问题能力。 【情感态度与价值观】：通过资料、图片，了解金属腐蚀对国民经济造成的危害，激发社会责任感；学生通过探究性学习和展示，让学生获取成功。

【教学重点、难点】金属的电化学腐蚀原理，析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理

※课前自主预习※

1. 依据预习案通读教材，有疑惑的用红笔做好疑难标记；2. 在课堂上联系课本知识和学过的知识，小组合作、讨论完成学案合作探究内容；3. 及时整理讨论结果，把疑难、易忘、易出错的知识写到纠错本上。 【教材助读】 一、金属的电化学腐蚀

1、金属的腐蚀：金属与周围的气体或者液体物质发生 而引起损耗的现象。 金属腐蚀的本质：金属原子失电子而被氧化：M – ne- = Mn+（氧化反应） 一般可分为 腐蚀和 腐蚀。

化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体（如 、 、 等）或非电解质液体（如 ）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。

如：钢管被原油中的 腐蚀，温度越高，化学腐蚀越 。

电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生 反应， 的金属失去电子而被 。如 在潮湿的空气中生锈。

两种腐蚀往往 发生，但 腐蚀更普遍，速度更快，危害更严重。

2、电化学腐蚀 (以钢铁为例)

（1）析氢腐蚀 金属表面的电解质溶液______较强，腐蚀过程中不断有______放出。

负极: 正极:

总方程式：

（2） 吸氧腐蚀 钢铁表面吸附的水膜呈_______或呈_____时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。

负极: 正极:

总方程式：

二、金属的防护

（1）、改变金属的内部结构，使其成为耐腐蚀金属，如制成合金、 等。

1

（2）、加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。 （3）、电化学防护 ①牺牲阳极的阴极保护法

原理：形成原电池反应时，让被保护金属做 极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。 ②外加电流法

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 极，在外加直流电的作用下使 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。

※预习自测※

1．下列有关金属腐蚀的叙述正确的是 ( )

A．金属在潮湿的情况下腐蚀的实质是M+nH2O===== M(OH)n+n/2H2 ↑ B．金属的化学腐蚀实质是M→M n++ne－，电子直接转移给氧化剂 C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行

D．在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 2、下列各变化中，属于电化学腐蚀的是 ( ) A、在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层

B、红热的铁丝与水接触，表面形成蓝黑色（Fe3O4）的保护层 C、铁与稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液，可增大反应速率 D、镀铜铁表面有破损时，铁的腐蚀速率会加快 3．下列措施不能起到防腐作用的是 （ ）

A．对钢铁设备喷油漆 B．对钢铁进行电镀 C．把钢铁与镍、铬等金属制成合金 D．把钢铁放入水下 4．下列关于铁析氢腐蚀的说法正确的是 （ ） A．铁为正极 B．炭为正极

C．溶液中氢离子浓度不变 D．此腐蚀在任何溶液中都发生

5、钢铁在潮湿空气中会被腐蚀，发生原电池反应为：2Fe＋2H2O＋O2 = 2Fe2＋＋4OH－。以下说法正确的是( )

A负极发生的反应为：Fe－2e－ = Fe2＋ B正极发生的反应为：2H2O＋O2＋2e－ = 4OH－ C原电池是将电能转变为化学能的装置

D钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀

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第四章 电化学基础

第一节金属的电化学腐蚀与防护

探究案

Ⅰ.学始于疑－我思考，我收获 Ⅱ. 质疑探究---质疑解疑、合作探究！ 【探究点一】化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 条件 电化学腐蚀 不纯金属或合金与 接触 有无电流产生 本质 联系 被氧化 害更严重 [问题]：钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，是什么原因？

化学腐蚀 与 直接接触 被氧化 两种腐蚀往往 发生，但 腐蚀更普遍，速度更快，危【探究点二】钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较：

条件 电极反应 析氢腐蚀 水膜呈 负极（Fe极） 正极（C极） 总反应 吸氧腐蚀 水膜呈 联系 【探究点三】影响金属腐蚀快慢的因素 1、内因：物质自身的性质

（1）金属的活动性： （2）纯度： （3）氧化膜： （拓展延伸：电化学腐蚀：两电极活动性差别越大，氧化还原反应速率越 ，活泼金属被腐蚀得越快。）

2、外因： 介质：环境（腐蚀性气体，电解质溶液） 金属腐蚀快慢规律

作电解池阳极引起的腐蚀＞作原电池负极引起的腐蚀＞化学腐蚀＞原电池原理的防护＞电解原理的防护；

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【练习】如右图所示，铁处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中，铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是： 【探究点四】金属的电化学防护 【交流与讨论】解释下列现象

1、轮船船壳的水线以下部分，为什么要装上一定数量Zn块? 2、阻挡海水的钢闸门与直流电源的负极连接

3、请分析讨论镀锌铁和镀锡铁在镀层破损后，哪个腐蚀得更快？ 注：金属被保护的效果比较：

电解池的阴极保护(外加电流阴极保护法)> 原电池的正极（牺牲阳极的阴极保护法）> 一般保护

Ⅲ. 我的知识网络 Ⅳ. 当堂检测

（A类）1、为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是 （ ） A. 在精密机床的铁床上安装铜螺钉

B. 在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中 C. 在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里 D. 在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极

2．钢铁生锈过程发生如下反应： ①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；

②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。下列说法正确的是（ ） A．反应①、②中电子转移数目相等 B．反应①中氧化剂是氧气和水 C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀

D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀

（B类）3、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是

（C类）4、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： （2）、若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为： 负极： 正极：

Fe C Ⅰ

Fe Zn Ⅱ

Fe Ⅲ

空气 水 4