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课件网) 第三节 金属的腐蚀与防护 目 标 素 养 1.知道金属腐蚀的危害,能利用电化学原理解释金属腐蚀的现象。 2.能根据电化学原理选择并设计防止金属腐蚀的措施。 知 识 概 览 一、金属的腐蚀 1.金属的腐蚀是金属或合金与周围的气体或液体发生 氧化还原 反应而引起损耗的现象。 2.金属腐蚀的实质是金属原子 失去 电子变为金属阳离子,金属发生 氧化 反应。 3.金属腐蚀的类型。 (1)化学腐蚀与电化学腐蚀。 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与其表面接触到的物质(如O2、Cl2、SO2) ① 直接 反应 不纯金属与电解质溶液接触,发生② 原电池 反应 本质 金属发生③ 氧化 反应,腐蚀速率随温度升高而 ④ 增大 比较活泼的金属发生 ⑤ 氧化 反应 联系 两者往往同时发生,但绝大多数属于⑥ 电化学 腐蚀 (2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁腐蚀为例)。 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 ①水膜酸性较强 ② 水膜酸性很弱或呈中性,溶有一定量的氧气 电极 反应 负极 ③ Fe-2e-====Fe2+ 正极 ④ 2H++2e-====H2↑ ⑤2H2O+O2+4e-====4OH- 总反应式 ⑥ Fe+2H+====Fe2++H2↑ ⑦ 2Fe+2H2O+O2==== 2Fe(OH)2 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述 微判断 (1)细铜丝在氯气中燃烧属于化学腐蚀。( ) (2)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中被腐蚀均生成氧化物。( ) (3)钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电子生成Fe3+。( ) (4)金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同,都是金属原子失电子被氧化。( ) √ × × √ 二、金属的防护 1.改变金属材料的组成。如在普通钢中加入铬、镍等制成 不锈钢 产品,以增强钢铁的抗腐蚀性能。 2.在金属表面覆盖保护层。在金属表面覆盖致密的保护层,将金属制品与周围物质隔开。 (1)在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质。 (2)用电镀的方法,在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属,如锌、锡、铬、镍等。 (3)工业上常利用一些溶液的氧化作用,在机器零件、精密仪器、枪炮等钢铁制件的表面上形成一层致密的黑色的四氧化三铁薄膜。 (4)利用阳极氧化处理铝制品的表面,使之形成致密的氧化膜而钝化。 (5)采用离子注入、表面渗镀等方式在金属表面可以形成稳定的钝化膜。 3.电化学保护法。 (1)牺牲阳极法。如图,应用 原电池 原理,让活动性比铁强的金属锌作 负 极,钢铁设备作 正 极而被保护。 [实验探究一] 如图装置反应一段时间后,用胶头滴管从Fe电极区取少量溶液置于试管中,再向试管中滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液,观察实验现象。 已知Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成带有特征蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀。 实验装置 电流表 阳极(负极区) 阴极(正极区) 现象 指针 偏转 Zn溶解 有气泡产生,试管中无蓝色沉淀生成 有关 反应 — Zn-2e-══Zn2+ 2H++2e-══H2↑ 结论 溶液中不含Fe2+,铁作正极,铁未被腐蚀 [实验探究二] 在两个培养皿中分别放入含有NaCl的琼脂溶液,并滴入5~6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液,混合均匀,取两个2~3 cm长的铁钉,用砂纸擦光,将裹有锌皮的铁钉放入a,缠有铜丝的铁钉放入b。 (2)外加电流法。如图,应用 电解 原理,把被保护的钢铁设备作为 阴 极,用惰性电极作为辅助 阳 极,两者均放在电解质溶液里,外接 直流电源 。 微思考 家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现的红棕色锈斑是如何形成的,其主要成分是什么 提示:铁锅中含有碳元素,在潮湿环境中生锈属于吸氧腐蚀,在腐蚀过程中,负极:Fe-2e-══Fe2+,正极(C):2H2O+O2+4e-══4OH-,总反应为2Fe+2H2O+O2══2Fe(OH)2, Fe(OH)2极易被氧化,发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O══4Fe(OH)3。Fe(OH)3进一步反应生成铁锈Fe2O3·xH2O。 微训练 1 .下列叙述正确的是( )。 A.原电池 ... ...
