金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护9/24/20241铁与酸铁与酸反应，铁被腐反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。蚀。腐蚀速率较慢。铁作铁作负极（阳极）被腐负极（阳极）被腐蚀腐蚀速率较快。蚀腐蚀速率较快。实验一：实验一：（按下图进行实验）请比较下按下图进行实验）请比较下列现象的异？列现象的异？图一图一9/24/20242金属的腐蚀金属的腐蚀 金属或合金跟周围接触到的气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。属原子失去电子被氧化的过程。一、金属的一、金属的电化学电化学腐蚀腐蚀9/24/202431、化学腐蚀与电化腐蚀、化学腐蚀与电化腐蚀化学腐化学腐蚀电化腐化腐蚀条件条件金属跟非金属金属跟非金属单质直接接触直接接触不不纯金属或合金金属或合金跟跟电解解质溶液接触溶液接触现象象 无无电流流产生生有有微弱微弱电流流产生生本本质 金属被氧化金属被氧化较活活泼金属被氧化金属被氧化联系系 两者往往同两者往往同时发生，生，电化腐化腐蚀更普遍更普遍一、金属的一、金属的电化学电化学腐蚀腐蚀9/24/20244实验二：按下图进行对比实验实验二：按下图进行对比实验图二图二A无离子水无离子水AA（往水中吹二（往水中吹二氧化碳制得碳氧化碳制得碳酸溶液）酸溶液）指指针针无无偏偏转转指针偏指针偏转转指针偏转指针偏转9/24/20245负极：负极： Fe - 2e- = Fe2+正极：正极： 2H+ 2e- =H2溶液反应：溶液反应： Fe2+ 2OH- =Fe(OH)24Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n) H2O正极：正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-请请写出下列电极方程式？写出下列电极方程式？AA9/24/20246钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀示意示意图图钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意示意图图H2O9/24/20247 析氢腐蚀析氢腐蚀 吸氧腐蚀吸氧腐蚀电压电压 0.204V 1.433V条件条件 正极正极 负极负极 溶液溶液 2、析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以、析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）为例） 2H+ 2e- =H2 O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- Fe - 2e- = Fe2+ Fe2+ 2OH- =Fe(OH)24Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n) H2O水膜酸性较强水膜酸性较强 水膜酸性很弱或中性水膜酸性很弱或中性9/24/20248铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？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？铜器上的铁铆钉为什么特别容易生锈？9/24/20249练习练习 银质奖章较长时间后变黑，银质奖章较长时间后变黑， 形成黑锈，形成黑锈，可以采用抛光的方法恢复光泽，抛光的简单方法可以采用抛光的方法恢复光泽，抛光的简单方法是：将变质的奖章放入盛有食盐的铝锅中，放置是：将变质的奖章放入盛有食盐的铝锅中，放置一段时间后，黑锈就被除去一段时间后，黑锈就被除去,而银不会损失。而银不会损失。（1）形成黑锈的原因：）形成黑锈的原因： （2）除锈的原理：）除锈的原理：4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O负极：负极： 2Al -6e- = 2Al3+正极：正极： 3Ag2S + 6e- = 6Ag+3S2-2Al3+ +3S2-+6H2O=3H2S +2Al(OH)32Al +3Ag2S+6H2O=3H2S +2Al(OH)3 +6Ag9/24/202410P85实验实验4-3一、金属的一、金属的电化学电化学腐蚀腐蚀 在同一电解质溶液中，金属腐蚀的在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀原电池原理引电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施有防腐措施的腐蚀的腐蚀小结小结9/24/202411改变金属内部的组织结构，制成合金改变金属内部的组织结构，制成合金(如不锈钢）如不锈钢）。 在金属表面覆盖保护层。在金属表面覆盖保护层。如油漆、油脂等，电镀如油漆、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。等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。电化学保护法，即将金属作为电化学保护法，即将金属作为原电池的正极原电池的正极或或电电解池的阴极解池的阴极而受到保护。而受到保护。二、金属的二、金属的电化学电化学防护防护1、金属防护的几种重要方法、金属防护的几种重要方法原理：原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。9/24/202412二、金属的二、金属的电化学电化学防护防护2、牺牲阳极的阴极保护法：、牺牲阳极的阴极保护法： P869/24/202413二、金属的二、金属的电化学电化学防护防护3、外加电源的阴极保护法：、外加电源的阴极保护法： P86辅助阳极辅助阳极（不溶性）（不溶性）9/24/202414金属的金属的电化学防护电化学防护科学探究：科学探究： P87小结小结 在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：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腐蚀有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下：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一般防腐条件保护无防腐条件9/24/202415例：例：下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是的顺序是 (5)(2) (1)(3)(4)9/24/202416改变金属的内部组织结构改变金属的内部组织结构 防腐防腐 2000年年5月，保利集团在香港拍卖会上花费月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港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，其主要成分和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是是Cu2(OH)2CO3这三件这三件1760年铜铸的国宝在年铜铸的国宝在240 年后看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，最可能的是能的是（ D ）A.C.铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；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；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，它们表面的铜绿被环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；酸雨溶解洗去；它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；练练 习习9/24/202417