《金属的腐蚀与防护》教案1

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1、《金属的腐蚀与防护》教案疏导引导识点1：金属的电化学腐蚀1.金属腐蚀金属腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而被腐蚀损耗的现象。金属的腐蚀可分为化学腐蚀与电化学腐蚀两种。2.金属腐蚀后的特征金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能等方面都发生一定的变化。3.金属被腐蚀的危害金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都发生变化，从而使机器设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低，直至报废。金属腐蚀还会使桥梁、建筑物的金属构架强度降低而造成坍塌、地下金属管道发生泄漏，轮船船体损坏等。4.金属腐蚀的本质金属腐蚀的本质，是金属原子失去电子变成阳离子的过程。也就是说，金属腐蚀的本质是金属发生了氧化

2、反应。5.金属腐蚀的类型由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。(1)金属跟接触到的物质(如O2、Cl2、SO2等)直接发生化学反应而引起的腐蚀，叫做化学腐蚀。注意：化学腐蚀过程中发生的化学反应是普通氧化还原反应，而不是原电池反应，无电流产生。(2)电化学腐蚀电化学腐蚀是指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。下图表示的是一块铆有铁铆钉的铜板暴露在潮湿空气中的腐蚀情况。铜板表面凝结有一层水膜，空气中二氧化碳、二氧化硫及沿海地区空气中的氯化钠等物质都可能溶到水膜中形成电解质溶液。铜板和铁铆钉与这种电解质溶液接触形成电极

3、。由于铁铆钉和铜板直接相连，铁又比铜容易失去电子，因此铁发生氧化反应，电极反应为：FeFe2++2e-铁原子失去的电子传递到铜极上，在铜极上发生还原反应。所发生的还原反应主要由水膜的酸碱性决定。在通常情况下水膜酸性不强，铜极上主要发生溶解的氧气在水膜中被还原的反应，电极反应为：2H2O+O2+4e-4OH-两极的电极反应组合起来形成一个原电池反应：2Fe+O2+2H2O====2Fe(OH)2在以上铜和铁所组成的原电池中，铁作为负极直接参加反应；铁原子变成Fe2+进入溶液，与溶液中的OH-结合生成氢氧化亚铁。具有强还原性的氢氧化亚铁与潮湿空气中的水和氧气反应生成红棕色氢氧化铁：4Fe(OH)

4、2+2H2O+O2====4Fe(OH)3所生成的氢氧化铁进一步转化为铁锈。这个腐蚀过程主要消耗氧气，铁生成含氧化合物，因此也称为“吸氧腐蚀”。在水膜酸度较高的特殊环境(如某些工厂附近的酸性气氛)中，正极反应可能主要是H+被还原成氢气而析出：2H++2e-H2↑这时所发生的腐蚀称为“析氢腐蚀”。不论是吸氧腐蚀，还是析氢腐蚀，铜只起到正极材料的作用，本身并不参与反应。因此，铆有铁铆钉的铜板暴露在潮湿空气中，被腐蚀的是铁铆钉，铜板则因此而得到保护。由此可见，当两种金属相接触又同时暴露在潮湿气体、水或电解质溶液中时，由于形成原电池而发生腐蚀，这种腐蚀就是电化学腐蚀。金属发生电化学腐蚀的根本原因是被

5、腐蚀金属成为原电池的负极，其原子失去电子变成金属阳离子，发生阳极溶解。显然，越是活泼的金属，越容易发生电化学腐蚀。在引起电化学腐蚀的原电池中，正极金属充当惰性电极材料，不参与反应，因此碳等物质也可以充当正极材料。平常使用的金属往往含有杂质，如锌中常含有不活泼的铁。钢铁中常含有杂质碳。当这样的金属暴露于潮湿的空气中时，也会在表面的杂质附近形成原电池而被腐蚀。知识点2：金属的防护1.金属的防护就是防止金属的腐蚀。金属的防护要解决的主要矛盾是不使金属被氧化。从金属腐蚀的化学反应原理、腐蚀类型等方面来看，确定金属防护方法的思路，一是改变金属的内部结构，使金属性质改变，成为耐腐蚀金属；二是使金属与它的

6、氧化剂相互隔离。总之，“据腐蚀、作防护”。金属防护的方法很多，例如可以根据不同用途选用不同的金属或非金属制成合金，以防止腐蚀，如不锈钢就是一种耐腐蚀的合金；也可以采用油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法使金属与介质隔离，以防止腐蚀；还可以采用电化学保护法防止金属腐蚀等。2.金属的电化学防护(1)牺牲阳极的阴极保护法此法应用原电池原理，让被保护金属作为正极，另找一种活动性较强的金属作为负极。例如：在锅炉内壁、船舶外壳装上若干锌块，就可保护钢铁设备。发生的电极反应：负极：Zn-2e-Zn2+正极：O2+4e-+2H2O4OH-Zn不断被腐蚀，可定期拆换，而铁得到保护。(2)外加电流的阴极保护

7、法：此法应用电解原理，让被保护金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，两者都存在于海水中，接上直流电源。例如钢闸门，可用此法防止腐蚀。此法中阳极上放电的微粒是海水中的阳离子，阴极上放电的微粒是海水中的阳离子。3.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＞有防护措施的腐蚀。(2)同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。(3)活动性不同的两金属，活动性差