高二化学金属的电化学腐蚀与防护 (2)

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1、高二化学金属的电化学腐蚀与防护苏教版【本讲教育信息】一.教学内容：金属的电化学腐蚀与防护二.教学目标1.了解金属腐蚀的危害2.了解金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的含义及它们的异同点3.了解常用金属的防护方法以及金属的电化学防护三.教学重点、难点：金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的含义及它们的异同点四.知识分析：（一）金属腐蚀的本质是金属原子失去电子变成金属阳离子的过程，即M－ne－＝Mn＋；即金属在腐蚀过程中发生了氧化还原反应.金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类.说明：　1.化学腐蚀是指金属与所接触的物质直接发生化学反应所引起的腐蚀.如：Fe与氧气反应生成Fe3O

2、4、Fe与Cl2反应、Fe与HCl反应、Al与O2反应等，它们都是直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀.2.电化学腐蚀是指不纯的金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而引起的腐蚀.其中较活泼的金属失去电子而被氧化.能够发生电化学腐蚀必须是不纯的金属或合金，同时要存在电解质溶液.3.化学腐蚀与电化学腐蚀的区别主要在于：化学腐蚀过程中无电流产生，而电化学腐蚀过程中有电流生成.4.金属的电化学腐蚀有两种情况：（1）析氢腐蚀：在潮湿的空气中金属表面会形成一薄层水膜，水膜中溶有CO2、SO2等酸性气体，从而在钢铁表面形成酸性水膜，使得铁与钢铁中的碳形成原电池.其中铁是负极，

3、碳是正极：电极反应为：负极：Fe－2e－＝Fe2＋；正极反应为：2H＋＋2e－＝H2；腐蚀的总反应为：Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2；铁锈的主要成分是：Fe2O3·xH2O.（2）一般情况下，钢铁表面的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气.此时金属发生吸氧腐蚀：负极：Fe－2e－＝Fe2＋；正极反应为：2H2O＋O2＋4e-＝4OH-，总反应为：2Fe＋2H2O＋O2＝2Fe（OH）2，Fe（OH）2不稳定，经进一步氧化可得铁锈.5.金属的腐蚀往往同时发生化学腐蚀和电化学腐蚀，但以电化学腐蚀为主.6.金属的析氯腐蚀和吸氧腐蚀往往同时发生，但以吸氧腐蚀为主.7.

4、当金属与外接电源相连而发生电解反应时，也可以发生电化学腐蚀，此时，金属做为阳极参与电化学反应，腐蚀速率很快.8.金属发生腐蚀时，腐蚀速率的大小比较：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9.金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：化学腐蚀电化学腐蚀定义金属与接触到的物质（一般为非电解质）直接发生化学反应引起的腐蚀不纯的金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而引起的腐蚀.其中较活泼的金属失去电子而被氧化的过程.可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，其中以吸氧腐蚀为主条件金属与物质直接接触在金属表面形成水膜，水膜中溶有氧，呈极弱酸性或中性（吸氧腐蚀）；

5、水膜酸性较强（析氢腐蚀）本质金属被氧化而被腐蚀较活泼金属被氧化而被腐蚀现象无电流产生有微弱电流产生反应式2Fe＋3Cl2＝2FeCl3（以金属与氯气反应为例）负极：Fe－2e－＝Fe2＋；正极反应为2H＋＋2e－＝H2（析氢腐蚀）或2H2O＋O2＋4e-＝4OH-（吸氧腐蚀）联系两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更容易发生，危害更大.（二）金属的防护：　　金属的防护就是防止金属原子失去电子.阻止金属与接触到的物质或水、氧气等物质发生化学腐蚀或电化学腐蚀的过程.金属的防护可用物理方法，也可用电化学方法，还可以通过改变金属的内部结构，提高金属的抗腐蚀能力

6、.说明：　1.金属防护的最简单的方法就是在其表面覆盖保护层，使之无法接触空气中的水和氧气，从而达到保护的目的.生活中常见的覆盖保护层防止铁生锈的方法有：①在铁的表面喷涂一层防腐油漆；②油脂可以用来保护机器中由金属制成的转动部分，油层防止空气和水与铁接触；③用塑料喷涂或包裹在金属表面；④在铁的表面覆盖一层搪瓷；⑤利用电镀原理，在金属表面镀上一层不易被腐蚀的其他金属.2.在金属表面镀上一层不易被腐蚀的其他金属的方法常见有两种：镀锡铁（马口铁）和镀锌铁（白口铁），当镀层破损后，镀层金属均会与铁形成原电池.此时，马口铁中铁作为负极，易被腐蚀；而白口铁中锌作负极，铁被保护

7、，不易被腐蚀.3.电化学保护法中，主要是使被保护的金属在发生电化学反应时作为正极或阴极，不参与电极反应.这类方法一般分为：牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法两种.①牺牲阳极的阴极保护法：这种方法就是在保护的钢铁设备上装上比铁更活泼的锌块.在形成原电池反应时，锌作负极，被腐蚀，铁作正极从而被保护；②外加电流的阴极保护法：把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作辅助阳极，两者均存在于电解质溶液中，接上外接电源.通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面产生负电荷的积累，这样就可以抑制铁发生失电子的反应，从而被保护.4.提高金属的抗腐蚀能力，还可以通过

8、改变金属的内部结构，如在