电化学腐蚀与防护

第四节以石墨作电极，电解下列水溶液，写出电极反应及电解总反应式？课前训练第一组:HCl第二组:NaOH第三组:CuSO4第四组：NaCl铁生锈一、金属腐蚀现状铜生锈金属腐蚀我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨），每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%~4%；约合人民币：3000亿元（2005年我国国内生产总值将达15万亿元）。根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。阅读：你有何感想？金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。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，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？阅读课本1、什么是金属腐蚀？有哪些类别？2、化学腐蚀和哪些因素有关？3、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？分别发生哪些电极反应？二、金属腐蚀的原因知识总结金属阳离子失e-氧化反应金属的电化学腐蚀金属原子（二）金属腐蚀的本质：（一）金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。M–ne-→Mn+1、化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。影响因素：和接触物质的氧化性及温度有关。2、电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。知识总结为什么铁在干燥的空气中不易生锈，在潮湿的空气中却易生锈？理论分析钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图思考：你能写出它们的电极反应式？电化学腐蚀的类型析氢腐蚀吸氧腐蚀向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两个锥形瓶中，按图示装置好仪器，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。实验探究析氢腐蚀吸氧腐蚀电压0.204V1.433V条件正极负极溶液析氢腐蚀与吸氧腐蚀比较（以Fe为例）2H++2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+Fe2++2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O水膜酸性较强水膜酸性很弱或中性通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍。思考与交流1、铁锈的成份是什么？是怎样形成的？2、将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入如图所示的具支试管中．几分钟后，导管中的水柱上升了，你知道为什么吗？实验改进说明铁粉和碳粉的混合物课本中的实验改进后的实验课堂练习1、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：若液面下降，则溶液呈性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：正极：。（2）中性或碱性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氢Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑请大家根据铁生锈的原理，思考应采取什么措施防止铁生锈？请大家阅读课本Ｐ86三、金属防腐的思路方法原理：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。1、牺牲阳极的阴极保护法金属的电化学保护用牺牲锌块的方法保护船身，锌块须定期更换用牺牲镁块的方法防地下钢铁管道的腐蚀镁块必须要定期更换2、外加电流的阴极保护法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阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。辅助阳极（不溶性）除此以外还有其它防护方法？金属防护的其他几种重要方法①在金属表面覆盖保护层。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。健身器材刷油漆转动部位涂油脂②改变金属内部的组织结构，制成合金。餐具做成不锈钢铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。铁作负极（阳极）被腐蚀腐蚀速率较快。1.按下图进行实验,请比较下列现象的异？课堂练习2.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)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＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀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＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件3.铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。2.1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。第四节金属的电化学腐蚀与防护一、金属腐蚀的现状二、金属的腐蚀的原因化学腐蚀——直接反应1.金属的腐蚀电化学腐蚀——原电池反应析氢腐蚀——酸性环境中2.钢铁的电化学腐蚀吸氧腐蚀——中性或弱酸性条件下三、金属的电化学防护1.牺牲阳极的阴极保护法2.外加电流的阴极保护法