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1、组织建设,化学 选修4化学反应原理,1.3 金属的腐蚀与防护,1,金属的腐蚀与防护,钢铁生锈,2,金属的腐蚀与防护,铜器生锈,3,金属的腐蚀与防护,金属腐蚀 我国是世界上钢铁产量最多的国家，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 。 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。,4,金属的腐蚀与防护,指金属或合金与周围环境中的物质发生
2、化学反应而腐蚀损耗的现象。,(氧化反应),金属腐蚀的类型,化学腐蚀,电化学腐蚀,一、金属的电化学腐蚀,金属腐蚀的本质,1、 金属腐蚀,M ne- Mn+,5,金属的腐蚀与防护,2、化学腐蚀,燃气灶的中心部位易生锈,食品罐头 放在南极80多年却很少生锈,金属与其他物质直接接触反生氧化还原反应而引起的腐蚀,6,金属的腐蚀与防护,海边的铁制品比较容易生锈,钢铁,潮湿空气,水膜,CO2 SO2H2S,电解质溶液,铁,C,原电池,7,金属的腐蚀与防护,发生条件：中性或酸性很弱条件下,3、 电化学腐蚀,(1)吸氧腐蚀,不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀,2Fe - 4
3、e- = 2Fe2+,O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-,2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2,负极：,正极：,总反应：,4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x) H2O,8,金属的腐蚀与防护,2H+ 2e- =H2 ,Fe - 2e- = Fe2+,Fe + 2H+ =Fe2+ + H2,(2)析氢腐蚀：,负极：,正极：,总反应：,当钢铁处于酸性环境中,析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀,3、 电化学腐蚀,9,金属的腐蚀与防护,金属与干燥气体或非电解质液体直接接触,不纯金属或合金与电解质溶液接触,无电流产
4、生,有微弱电流产生,金属被氧化,较活泼金属被氧化,与接触物质的氧化性及温度有关,与电解质溶液的酸碱性及金属活性有关,两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍,10,金属的腐蚀与防护,1、用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图象如下，以下结论错误的是( ),A、溶液pH2时，生铁发生析氢腐蚀 B、在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀 C、析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快 D、两溶液中负极反应均为：Fe-2e-=Fe2+,C,pH=2时，压强逐渐增大，发生的是析氢腐蚀,pH=4时，压强逐渐减小，发生的是吸氧腐蚀,图像中的斜率不同，速率不同,11,金属的腐蚀与防护,2、如图装
5、置都涉及金属的腐蚀反应(假设其中的金属块和金属丝都是足量的) ，判断下列说发正确的是( ),A、装置在反应过程中自始至终只生成红棕色气体 B、装置开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀 C、装置在反应过程中能产生氢气 D、装置在反应结束时溶液中的金属阳离子只有Cu2+,C,浓硝酸：NO2 稀硝酸：NO,当为稀硝酸时，铁做负极,12,金属的腐蚀与防护,二、金属的防护,(1)制成合金(不锈钢),(2)在金属表面覆盖保护层,(3)电化学保护法,改善金属的内部组织结构(内因),电镀、油漆等,13,金属的腐蚀与防护,牺牲阳极保护法,负极：锌板,正极：钢闸门,形成原电池反应时，让被保护金属做正极，活泼金属反应受到腐蚀
6、,二、金属的防护,14,金属的腐蚀与防护,外加电流的阴极保护法,阳极：锌板,阴极：惰性电极,在外加直流电作用下，电子被迫流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零,二、金属的防护,15,金属的腐蚀与防护,自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?,二、金属的防护,16,金属的腐蚀与防护,3、在如图各烧杯中盛有海水，铁在其中腐蚀速率由快到慢的顺序是( ) A、 B、 C、 D、,C,17,金属的腐蚀与防护,判断金属腐蚀快慢的规律,1、电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 防腐措施的腐蚀,2、对同一种金属来说，腐蚀的快慢：,3、活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀
7、越慢。,4、对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。,强电解质溶液 弱电解质溶液 非电解质溶液,18,金属的腐蚀与防护,4、某研究性学习小组探究金属锈蚀的条件，进行如下对照实验：【实验现象】数天后铁钉锈蚀情况：A无锈蚀，B无锈蚀，C有锈蚀；【实验结论】金属锈蚀的条件是_ 【结论分析】铁钉生锈主要属于_腐蚀(填“化学” “电化学” )；其负极反应为_【拓展应用】写出金属防护的一种常用方法_,水和氧同时存在的环境,Fe-2e-=Fe2+,外接电源的阴极保护法,电化学,19,金属的腐蚀与防护,金属的防护,金属的腐蚀,金属的腐蚀,在中性或酸性非常弱的条件下发生吸氧腐蚀,在酸性比较强的条件下发生析氢腐蚀,1、化学腐蚀,2、电化学腐蚀,20,金属的腐蚀与防护,金属的防护,金属的腐蚀,金属的防护,外加电流的阴极保护法,牺牲阳极保护法,1、防治金属锈蚀最常用的方法是在金属的表面覆盖保护层,2、因金属常发生电化学腐蚀，可利用原电池原理或电解原理来保护金属。,21,金属的腐蚀与防护,