1、专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化金属的电化学腐蚀金属的电化学腐蚀+金属的电化学防金属的电化学防护护第三单元第三单元 金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护出土文物出土文物 同样是出土的文物，为什么金属类的古物同样是出土的文物，为什么金属类的古物都失去了原有的光泽呢？有的甚至无法辨都失去了原有的光泽呢？有的甚至无法辨认其本来的面目了，为什么？认其本来的面目了，为什么？铁锈的主要成铁锈的主要成分：分：Fe2O3XH2O铜器表面生成铜铜器表面生成铜绿绿,主要成分：主要成分：Cu2(OH)2CO3 据估计全世界每年因腐蚀而损耗的钢铁约为一亿吨金属的腐蚀金属的腐蚀 金属与周围的气体或液体物质发
2、生氧化还金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象叫金属的腐蚀原反应而引起损耗的现象叫金属的腐蚀 金属腐蚀的实质：金属腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化而金属原子失去电子被氧化而消耗的过程消耗的过程 M ne=Mn+金属腐蚀可分为金属腐蚀可分为化学腐蚀化学腐蚀和和电化学腐蚀电化学腐蚀1、化学腐蚀、化学腐蚀金属跟其他物质金属跟其他物质直接接触直接接触发生发生氧化还原反应氧化还原反应而而引起的腐蚀引起的腐蚀 例如：例如：铁与氯气直接反应铁与氯气直接反应2、电化学腐蚀、电化学腐蚀 不纯的金属不纯的金属(或合金或合金)发生发生原电池原电池反应，使反应，使比较活泼比较活泼的金属失去电子的
3、金属失去电子而被氧化而引起的腐蚀而被氧化而引起的腐蚀如如：钢铁生锈钢铁生锈（按下图进行实验）请比较下列现象的差异？按下图进行实验）请比较下列现象的差异？图一图二铁与酸反应，铁被腐铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。蚀。腐蚀速率较慢。铁作负极被腐蚀腐蚀。铁作负极被腐蚀腐蚀。速率较快。速率较快。金属的化学腐蚀与电化学腐蚀比较金属的化学腐蚀与电化学腐蚀比较 化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀金属和其它物质金属和其它物质直接接触直接接触发生氧化还原反应而引起发生氧化还原反应而引起的腐蚀的腐蚀不纯金属或合金不纯金属或合金发生原电池反发生原电池反应应，使较活泼的金属失电子被，使较活泼的金属失电子被氧化而
4、引起的腐蚀氧化而引起的腐蚀直接发生氧化还原反应直接发生氧化还原反应发生原电池反应发生原电池反应腐蚀过程无电流产生腐蚀过程无电流产生有电流产生有电流产生金属直接被腐蚀金属直接被腐蚀较活泼金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀 化学腐蚀化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大活动与探究活动与探究 P24向铁粉中加入少量的向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的钠和稀醋酸润湿过的两支试管分别标记为两支试管分别标记为a a、b b中，按图中，按图1-281-28装置好装置好仪
5、器。几分钟后，打仪器。几分钟后，打开止水夹，观察、比开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现的变化和试管中的现象。象。实验现象：实验现象：装置装置a中的导管中水柱上升，装置中的导管中水柱上升，装置b中的导管中的导管中水柱下降。中水柱下降。思考：思考：导管中的水柱变化说明什么问题？导管中的水柱变化说明什么问题？讨论，小结：讨论，小结：装置装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小，减小，a装置中有气体参加反应。装置中有气体参加反应。装置装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成
6、。中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。思考思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？向铁粉中加入炭粉的作用是什么？在在a装置中铁、炭、氯化钠溶液及装置中铁、炭、氯化钠溶液及b装置中铁、炭、装置中铁、炭、醋酸均构成原电池，能加快铁腐蚀的化学反应速醋酸均构成原电池，能加快铁腐蚀的化学反应速率。率。学生活动学生活动请根据原电池原理，写出上请根据原电池原理，写出上述探究实验的电极反应式述探究实验的电极反应式及及电池反应方程式。电池反应方程式。a装置中：装置中：负极：负极：Fe-2e-=Fe2+正极：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-电池反应：电池反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2分析：
7、分析：中性中性或或酸性很弱酸性很弱或或碱性碱性条件下，易发生条件下，易发生吸氧腐蚀吸氧腐蚀。4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2OFe(OH)3脱去一部分水生成的铁脱去一部分水生成的铁(Fe2O3xH2O)a装置中：装置中：进一步反应：进一步反应：正极：正极：2H+2e-=H2 负极：负极：Fe-2e-=Fe2+b装置中装置中:电池反应：电池反应：Fe+2H+=Fe2+H2 分析：当处于分析：当处于酸性酸性环境环境中时，易发生中时，易发生析氢腐蚀析氢腐蚀；析氢腐蚀析氢腐蚀和和吸氧腐蚀吸氧腐蚀都都属于属于电化学腐蚀电化学腐蚀。
8、钢铁的电化学腐蚀钢铁的电化学腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀4.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件水膜呈水膜呈酸性酸性。水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱酸性很弱或或碱性碱性。电极反应电极反应负极负极Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极正极C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-总反应总反应:Fe+2H+=Fe2+H2 2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2
9、O+O2=4Fe(OH)3联系联系 请大家根据铁生锈的原理，思考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？应采取什么措施防止铁生锈？交流与讨论交流与讨论请大家阅读课本请大家阅读课本防止金属腐蚀的方法防止金属腐蚀的方法 1、在金属表面覆盖保护层、在金属表面覆盖保护层2、牺牲阳极的阴极保护法、牺牲阳极的阴极保护法3、外加电流的阴极保护法、外加电流的阴极保护法4、制成合金改变金属的内部结构，、制成合金改变金属的内部结构，增强抗腐蚀能力，如不锈钢增强抗腐蚀能力，如不锈钢 5、牺牲部分金属，在金属的表面制成、牺牲部分金属，在金属的表面制成一层保护膜，如烤蓝一层保护膜，如烤蓝 原理原理：形成原
10、电池反应时，让形成原电池反应时，让被保护金属被保护金属做做正正极极(阴极阴极)，不反应，起到保护作用；而，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀活泼金属反应受到腐蚀。1.1.牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法二、金属的电化学防护二、金属的电化学防护 2.2.外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法 将将被保护金属被保护金属与另一与另一附加电极附加电极作为电解池的作为电解池的两个极，使两个极，使被保护的金属被保护的金属作为作为阴极阴极，在外加直流，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。土壤、海水及
11、水中金属设备的腐蚀。辅助阳极辅助阳极（不溶性）（不溶性）外加电流外加电流的的阴极保护法阴极保护法示意图示意图除此以外还有其它防护方法？除此以外还有其它防护方法？健身器材刷油漆以防锈健身器材刷油漆以防锈衣架和电线的外面衣架和电线的外面包上一层塑料层包上一层塑料层某些工具的某些工具的“机械转动部位机械转动部位”选用油脂来防锈选用油脂来防锈自行车的钢圈和车铃是在钢上镀自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr烤蓝烤蓝涂机油涂机油漆漆涂凡士林涂凡士林镀锌镀锌你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?下列关于金属腐蚀的
12、叙述中正确的是下列关于金属腐蚀的叙述中正确的是 A金属被腐蚀的本质是：金属被腐蚀的本质是：MneMn+（M表示金属）而被氧化表示金属）而被氧化 B金属发生电化学腐蚀一定是在酸性环境中金属发生电化学腐蚀一定是在酸性环境中 C镀锌铁发生腐蚀时是锌被腐蚀，而铁一定镀锌铁发生腐蚀时是锌被腐蚀，而铁一定不会被腐蚀不会被腐蚀 D金属发生电化学腐蚀时是较活泼的金属作金属发生电化学腐蚀时是较活泼的金属作负极先被腐蚀负极先被腐蚀 答案：答案：AD 下列五种金属制品的镀层损坏后，金属下列五种金属制品的镀层损坏后，金属腐蚀速度最快的是腐蚀速度最快的是 A.镀铝塑扣镀铝塑扣 B.食品罐头盒食品罐头盒(镀锡镀锡)C.白
13、铁水桶白铁水桶(镀锌镀锌)D.镀金铜质奖章镀金铜质奖章答案：答案：B下列方法不能用于金属防腐处理的是下列方法不能用于金属防腐处理的是 A油漆油漆 B表面打磨表面打磨 C制成合金制成合金 D电镀电镀答案：答案：B 埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下，被腐蚀速度最慢的是况下，被腐蚀速度最慢的是A A、在含铁元素较多的酸性土壤中、在含铁元素较多的酸性土壤中B B、在潮湿疏松透气的土壤中、在潮湿疏松透气的土壤中C C、在干燥致密不透气的土壤中、在干燥致密不透气的土壤中D D、在含碳粒较多，潮湿透气的土壤中、在含碳粒较多，潮湿透气的土壤中 答案：答案：C C答案
14、：答案：A A 下列各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀下列各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是由快到慢的顺序是A A、B B、C C、D D、FeSnFeZnFeCuFe金属腐蚀快慢的比较金属腐蚀快慢的比较1 1、电解原理引起的腐蚀原电池引起的、电解原理引起的腐蚀原电池引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。2 2、同种金属的腐蚀，在强电解质溶液中、同种金属的腐蚀，在强电解质溶液中 在弱电解质溶液中在弱电解质溶液中 在非电解质中在非电解质中 3 3、含有其他金属杂质的金属，活动性差、含有其他金属杂质的金属，活动性差别越大，腐蚀的越快别越大，腐蚀的越快 4 4
15、、氧化剂的浓度越大，金属腐蚀的越快、氧化剂的浓度越大，金属腐蚀的越快 1.我公司将积极配合监理工程师及现场监理工程师代表履行他们的职责和权力。2.我公司在开工前，将根据合同中明确规定的永久性工程图纸，施工进度计划，施工组织设计等文件及时提交给监理工程师批准。以使监理工程师对该项设计的适用性和完备性进行审查并满意所必需的图纸、规范、计算书及其他资料；也使招标人能操作、维修、拆除、组装及调整所设计的永久性工程。3.在施工全过程中，严格按照经招标人及监理工程师批准的“施工组织设计”进行工程的质量管理。在分包单位“自检”和总承包专检的基础上，接受监理工程师的验收和检查，并按照监理工程师的要求，予以整改
16、。、4.贯彻总包单位已建立的质量控制、检查、管理制度，并据此对各分包施工单位予以检控，确保产品达到优良。总承包对整个工程产品质量负有最终责任，任何分包单位工作的失职、失误造成的严重后果，招标人只认总承包方，因而总承包方必须杜绝现场施工分包单位不服从总承包方和监理工程师监理的不正常现象。5.所有进入现场使用的成品、半成品、设备、材料、器具，均主动向监理工程师提交产品合格证或质保书，应按规定使用前需进行物理化学试验检测的材料，主动递交检测结果报告，使所使用的材料、设备不给工程造成浪费。1.我公司将积极配合监理工程师及现场监理工程师代表履行他们的职责和权力。2.我公司在开工前，将根据合同中明确规定的
17、永久性工程图纸，施工进度计划，施工组织设计等文件及时提交给监理工程师批准。以使监理工程师对该项设计的适用性和完备性进行审查并满意所必需的图纸、规范、计算书及其他资料；也使招标人能操作、维修、拆除、组装及调整所设计的永久性工程。3.在施工全过程中，严格按照经招标人及监理工程师批准的“施工组织设计”进行工程的质量管理。在分包单位“自检”和总承包专检的基础上，接受监理工程师的验收和检查，并按照监理工程师的要求，予以整改。、4.贯彻总包单位已建立的质量控制、检查、管理制度，并据此对各分包施工单位予以检控，确保产品达到优良。总承包对整个工程产品质量负有最终责任，任何分包单位工作的失职、失误造成的严重后果，招标人只认总承包方，因而总承包方必须杜绝现场施工分包单位不服从总承包方和监理工程师监理的不正常现象。5.所有进入现场使用的成品、半成品、设备、材料、器具，均主动向监理工程师提交产品合格证或质保书，应按规定使用前需进行物理化学试验检测的材料，主动递交检测结果报告，使所使用的材料、设备不给工程造成浪费。
