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湿度对X70钢在卵石黄泥土中腐蚀行为影响的电化学研究

湿度对X70钢在卵石黄泥土中腐蚀行为影响的电化学研究
湿度对X70钢在卵石黄泥土中腐蚀行为影响的电化学研究

金属的电化学腐蚀与防护测试题(含答案)

金属的电化学腐蚀与防护测试题(含答案) 《金属的电化学腐蚀与防护》 一、选择题 1. 为了防止钢铁锈蚀,下列防护方法中正确的是 A. 在精密机床的铁床上安装铜螺钉 B. 在排放海水的钢铁阀门上用导线 连接一块石墨,一同浸入海水中 C. 在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里 D. 在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极 2. 以下现象 与电化学腐蚀无关的是 A. 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 B. 生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈 C. 铁制器件附有铜制配件,在接触处易生铁锈 D. 银制奖牌久置后表面变暗 3. 埋在地下的铸铁输油管道,在下列各种情况下被腐蚀的速度最慢的是 A. 在含铁元素较多的酸性土壤中 B. 在潮湿疏松透气的土壤中 C. 在干燥 致密不透气的土壤中 D. 含碳粒较多、潮湿透气的中性土壤中 4. 下列各方法中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是①金属表面涂抹油漆②改变金属的内部结构③保持金属表面清洁干燥④在金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜 A.①②③④ B.①③④⑤ C.①②④⑤ D.全部 5. 下列对金属及其制品的防护措施中,错误的是 A. 铁锅用完后,用水刷去其表面的油污,置于潮湿处 B. 通过特殊工艺,增加铝制品表面的氧化膜 C. 对于易生锈的铁制品要定期刷防护漆 D. 把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢 6. 为研究金属腐蚀的条件和速率,某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中,再放置于玻璃钟罩里保存一星期后,下列对实验结束时现象描述不正确的是 A.装置Ⅰ左侧的液面一定会上升 B.左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低 C.装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D.装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 7. 下列关于金属腐蚀正确的是: A. 金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是:M + n H2O === M(OH)n + n/2 H2↑ B. 金属的化学腐蚀的实质是:M ?C ne- = Mn+ ,电子直接转移给氧化剂 C. 金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D. 在潮湿的中性环境中,金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 8. 随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提上议事日程,其首要原因是 A.利用电池外壳的金属材料 B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C.不使电池

电化学腐蚀与防护

电化学腐蚀与防护 姓名:吴三(09化学) 学号:0909401069金属腐蚀现象在日常生活中是司空见惯的,在腐蚀时,在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应,使金属转入氧化(离子)状态.这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能,破坏金属构件的几何形状,增加零件间的磨损,恶化电学和光学等物理性能,缩短设备的使用寿命,甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故.美国1975年因金属腐蚀造成的经济损失为700亿美元,占当年国民经济生产总值的 4.2%.据统计,每年由于金属腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢产量的10~20%.金属腐蚀事故引起的停产、停电等间接损失就更无法计算.所以金属的防腐蚀意义重大。 1.金属腐蚀的分类 金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。介质中被还原物质的粒子在与金属表面碰撞时取得金属原子的价电子而被还原,与失去价电子的被氧化的金属“就地”形成腐蚀产物覆盖在金属表面上,这样一种腐蚀过程称为化学腐蚀;不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。在金属腐蚀中最为严重的就是电化学腐蚀。 金属电化学腐蚀一般分为两种:(1)析氢腐蚀;(2)吸氧腐蚀。 (1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时) 负极(Fe):Fe-2eˉ=Fe2+ Fe2++2H2O= Fe(OH)2+2H+ 正极(杂质):2H++2eˉ=H2 电池反应:Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑ 由于有氢气放出,所以称之为析氢腐蚀。

(2)吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时) 负极(Fe):Fe-2eˉ=Fe2+ 正极:O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ 总反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 由于吸收氧气,所以也叫吸氧腐蚀。 析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe(OH)2被氧所氧化,生成的4Fe(OH)3脱水生成Fe2O3铁锈。 反应式:4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。 Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑ O2+2H2O+4eˉ→4OHˉ 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 2H++2eˉ→H2 析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中,而吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中。 2.金属腐蚀的防护 从腐蚀角度保护金属材料最简单易行的方法是将材料与腐蚀环境隔离。 例如有机涂料、无机物的搪瓷等涂覆金属表面以使材料与环境隔绝。当这些保护层完整时是能起到保护作用的。这里主要介绍已经广为人们采用的电化学防腐蚀的方法。 (1).金属镀层 在钢铁底层上常用电镀一薄层更耐腐蚀的金属(如Cr、Ni、Pb等)的方法来保护钢铁制品。如果用金属Zn、Cd等作镀层,构成腐蚀电池的极性则与上述相反,镀层微孔内裸露的钢为阴极,Zn或Cd的镀层为阳极,通过牺牲阳极,使钢得到阴极保护。镀Sn的Fe(马口铁)广泛用于食品罐头,虽然Sn的标准电极电位高于Fe,但在食品有机酸中却低于Fe,也可起牺牲阳极的作用。镀层如为贵金属(Au、Ag等)、易钝化金属(Cr、Ti)

最新整理《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计讲课稿

《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计三维目标: 知识与技能:1.了解金属腐蚀及其危害。 2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。 3.了解金属防护的一般方法,特别是电化学防护的方法。 过程与方法:事例引入,激发兴趣;分组实验,总结结论,典型题例,强化理解。 情感态度与价值观:通过生活事例引发学生思考,体现化学与生活的紧密联系,激发学生的探索精神,并让学生体会到学以致用的科学精神。 教学重点:金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。 教学难点:金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。 教具:提供试剂:锌片铜片稀硫酸氯化钠溶液 提供仪器:水槽导管电流表 教学过程: 【事例引入(配合投影)】在我们的生活中经常可以看到这些现象(投影图片)。这些现实均显示:我们辛苦制备的材料,尤其是金属材料在使用

中往往会被腐蚀,造成损坏,浪费,甚至引起恶性事故。如:这是位于美国的俄亥俄桥,突然塌入河中,死亡46人。事后调查,是由于桥梁的钢梁被腐蚀产生裂缝所致。又如,这是日本大阪地下铁道的输气管道,因腐蚀而折断,造成瓦斯爆炸,乘客当场死亡75人。 这样的例子举不胜举,可见,金属腐蚀给人类造成的损失有多么巨大。据统计:(投影)。这些数据都说明金属腐蚀造成的损失已经远远超过了各种自然灾害造成的损失的总和。所以我们要有这样的使命感:用自己学过的知识,去研究金属腐蚀的原理,并尝试找出“防止腐蚀的方法”,甚至想想利用腐蚀原理为我们服务。今天这堂课我们就来走进“金属的腐蚀与防护”。 【板书】金属的电化学腐蚀与防护 [预设问题1] 钢铁生锈,铁锈的主要成分:Fe 2O 3 ·xH 2 O 铜器生锈,铜绿的主要成分:Cu 2(OH) 2 CO 3 思考:金属腐蚀的本质是什么? [板书] 第四节金属的电化学腐蚀与防护[板书] 一、金属的电化学腐蚀

探究金属的电化学腐蚀

探究金属的电化学腐蚀 一、设计理念 “金属的腐蚀与防护”始终是一个世界性异常棘手的科技难题。本节课着重讨论金属的电化学腐蚀机理,阐述吸氧腐蚀和析氢腐蚀的反应原理,指出金属电化学腐蚀的本质是金属表面形成了微型原电池,使金属失去电子而被氧化。通过模型建构促进学生对金属电化学腐蚀原理的理解;通过实验探究,帮助学生主动建构,促进认知发展。设计过程体现“从具体性知识传授到核心观念建构、从知识为本到基于学生认识发展”的理念,让学生体验科学探究的过程,转变学习方式。同时借助手持技术,控制变量、数据采集、绘制成图,师生通过“观察-讨论-解释”曲线变化趋势来分析判断金属腐蚀类型,更准确的得出不同环境条件下金属的电化学腐蚀类型不同。全课从“宏观-微观-符号-曲线”四重表征引导学生学习金属电化学腐蚀的工作原理,实现教学既定目标。 二、教学背景 (一)教材分析 金属的电化学腐蚀是人教版选修4《化学反应原理》第4章第四节内容。人教版教材必修1已经重点介绍了氧化还原反应原理,必修2学习了简单原电池的工作原理和形成条件。选修4第四章前3节重点学习原电池、化学电源、电解池知识。本节知识是对前面所学知识的重组、加工、细化的过程,也是将前面学习过的理论知识,在具体社会生活环境中进行实践应用的过程。 学生对金属腐蚀的现象和危害,对金属防腐措施,有着较为丰富的生活经验,但存在的主要问题是对知识的学习只注重表面现象,缺乏一定的综合思维能力。通过本节内容的学习,有助于学生将所学知识整合、应用,指导生产、生活和社会实践,达到学以致用的目的,体会化学学习的价值,更有利于培养学生发现问题、分析问题、联系实际解决问题的能力。 (二)学情分析 本节内容紧密联系实际,学生学习兴趣浓厚,具备了主动探究的原动力。高二学生具备了一定的实验设计能力、实验操作能力,具备了一定的分析问题、解决问题能力和比较归纳能力。根据教材所呈现的内容和学生学习的思维规律及特点,学生虽然有一定的生活经验,但要将感性认识与相关理论联系起来,清晰区分钢铁发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀的原理及发生条件,并用化学用语准确表达出来,仍存有一定困难。针对学生实际,制定了以下教学目标。 三、教学目标 1.认识钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件,掌握其原理,学会书写电极反应式和总反应式。 2.设计实验定性探究钢铁在不同条件下发生电化学腐蚀的类型,提升对实验现象的观察能力和分析解决问题能力。

金属材料的电化学腐蚀与防护

金属材料的电化学腐蚀与防护 一、实验目的 1.了解金属电化学腐蚀的基本原理。 2.了解防止金属腐蚀的基本原理和常用方法。 二、实验原理 1.金属的电化学腐蚀类型 (1)微电池腐蚀 ①差异充气腐蚀 同一种金属在中性条件下,如果不同部位溶解氧气浓度不同,则氧气浓度较小的部位作为腐蚀电池的阳极,金属失去电子受到腐蚀;而氧气浓度较大的部位作为阴极,氧气得电子生成氢氧根离子。如果也有K3[Fe(CN)6]和酚酞存在,则阳极金属亚铁离子进一步与K3[Fe(CN)6]反应,生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀;在阴极,由于氢氧根离子的不断生成使得酚酞变红(亦属于吸氧腐蚀)。两极反应式如下: 阳极(氧气浓度小的部位)反应式: Fe = Fe2++2e- 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(氧气浓度大的部位)反应式: O2+2H2O +4e-= 4OH- ②析氢腐蚀 金属铁浸在含有K3[Fe(CN)6]2的盐酸溶液中,铁作为阳极失去电子,受腐蚀,杂质作为阴极,在其表面H+得电子被还原析出氢气。两极反应式为: 阳极:Fe = Fe2++2e- 阴极:2H++2e-= H2↑ 在其中加入K3[Fe(CN)6],则阳极附近的Fe2+进一步反应: 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) (2)宏电池腐蚀 ①金属铁和铜直接接触,置于含有NaCl、K3[Fe(CN)6]、酚酞的混合溶液里,由于?O(Fe2+/Fe)< ?O(Cu2+/Cu),两者构成了宏电池,铁作为阳极,失去电子受到腐蚀(属于吸氧腐蚀)。两极的电极反应式分别如下: 阳极反应式: Fe = Fe2++2e- 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(铜表面)反应式: O2+2H2O +4e-= 4OH- 在阴极由于有OH-生成,使c(OH-)增大,所以酚酞变红。

金属的电化学腐蚀与防护习题

金属的电化学腐蚀与防 护习题 集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)

训练5 金属的电化学腐蚀与防护 一、金属的腐蚀 1.关于金属腐蚀的叙述中,正确的是 ( ) A .金属被腐蚀的本质是M +n H 2O===M(OH)n +n 2 H 2↑ B .马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时,首先是镀层被氧化 C .金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 D .常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀 2.下列事实与电化学腐蚀无关的是 ( ) A .光亮的自行车钢圈不易生锈 B .黄铜(Cu 、Zn 合金)制的铜锣不易生锈 C .铜、铝电线一般不连接起来作导线 D .生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈 3.出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu 2(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说 法不正确的是( ) A .锡青铜的熔点比纯铜低 B .在自然环境中,锡青铜中的锡可对铜起保护作用 C .锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快 D .生成Cu 2(OH)3Cl 覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程 二、铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀 4.下列关于钢铁的析氢腐蚀的说法中正确的是 ( ) A .铁为正极 B .碳为正极 C .溶液中氢离子浓度不变 D .析氢腐蚀在任何溶液中都会发生 5.在铁的吸氧腐蚀过程中,下列5种变化可能发生的是 ( ) ①Fe 由+2价转化成+3价 ②O 2被还原 ③产生H 2 ④Fe(OH)3失水 形成Fe 2O 3·x H 2O ⑤杂质C 被氧化除去 A .①②④ B .③④ C .①②③④ D .①②③④⑤ 6.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应为2Fe +2H 2O + O 2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是 ( ) A .负极发生的反应为Fe -2e -===Fe 2+

钢材的腐蚀与防腐

广义的腐蚀指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。 狭义的腐蚀是指金属与环境间的物理-化学相互作用,使金属性能发生变化,导致金属,环境及其构成系功能受到损伤的现象。 腐蚀的类型可分为湿腐蚀和干腐蚀两类。湿腐蚀指金属在有水存在下的腐蚀,干腐蚀则指在无液态水存在下的干气体中的腐蚀。由于大气中普遍含有水,化工生产中也经常处理各种水溶液,因此湿腐蚀是最常见的,但高温操作时干腐蚀造成的危害也不容忽视。 湿腐蚀金属在水溶液中的腐蚀是一种电化学反应。在金属表面形成一个阳极和阴极区隔离的腐蚀电池,金属在溶液中失去电子,变成带正电的离子,这是一个氧化过程即阳极过程。与此同时在接触水溶液的金属表面,电子有大量机会被溶液中的某种物质中和,中和电子的过程是还原过程,即阴极过程。常见的阴极过程有氧被还原、氢气释放、氧化剂被还原和贵金属沉积等。 随着腐蚀过程的进行,在多数情况下,阴极或阳极过程会受到阻滞而变慢,这个现象称为极化,金属的腐蚀随极化而减缓。 干腐蚀一般指在高温气体中发生的腐蚀,常见的是高温氧化。在高温气体中,金属表面产生一层氧化膜,膜的性质和生长规律决定金属的耐腐蚀性。膜的生长规律可分为直线规律、抛物线规律和对数规律。直线规律的氧化最危险,因为金属失重随时间以恒速上升。抛物线和对数的规律是氧化速度随膜厚增长而下降,较安全,如铝在常温氧化遵循对数规律,几天后膜的生长就停止,因此它有良好的耐大气氧化性。 腐蚀的形态可分为均匀腐蚀和局部腐蚀两种。在化工生产中,后者的危害更严重。 均匀腐蚀腐蚀发生在金属表面的全部或大部,也称全面腐蚀。多数情况下,金属表面会生成保护性的腐蚀产物膜,使腐蚀变慢。有些金属 , 如钢铁在盐酸中 , 不产生膜而迅速溶解。通常用平均腐蚀率(即材料厚度每年损失若干毫米)作为衡量均匀腐蚀的程度,也作为选材的原则 , 一般年腐蚀率小于 1 ~ 1.5mm, 可认为合用(有合理的使用寿命)。局部腐蚀腐蚀只发生在金属表面的局部。其危害性比均匀腐蚀严重得多,它约占化工机械腐蚀破坏总数的 70 % , 而且可能是突发性和灾难性的 , 会引起爆炸、火灾等事故。防腐蚀措施:金属腐蚀的防护主要方法有:①改变金属的内部结构。例如,把铬、镍加入普通钢中制成不锈钢 广义的腐蚀指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。 狭义的腐蚀是指金属与环境间的物理-化学相互作用,使金属性能发生变化,导致金属,环境及其构成系功能受到损伤的现象。 腐蚀的类型可分为湿腐蚀和干腐蚀两类。湿腐蚀指金属在有水存在下的腐蚀,干腐蚀则指在无液态水存在下的干气体中 的腐蚀。由于大气中普遍含有水,化工生产中也经常处理各种水溶液,因此湿腐蚀是最常见的,但高温操作时干腐蚀造成的

电化学腐蚀

2)电化学腐蚀速率的测定 金属的腐蚀速度可用腐蚀失重或腐蚀深度表示,也可用腐蚀电流密度表示。在电化学腐蚀过程中,一般以自腐蚀电流密度i corr的大小来衡量金属的腐蚀速度。测定腐蚀电流密度的方法很多,本实验用塔费尔直线外推法来测定金属电化学腐蚀过程中的腐蚀电流密度,来衡量金属的腐蚀速度。如图2-1为塔费尔直线。 图2-1极化曲线外延法测得金属腐蚀速度 极化曲线的这一区段称为塔费尔区,也叫强极化区。在极化曲线中,塔费尔直线延长线的交点处,金属阳极溶解的速度和阴极的去极化反应的速度相等。金属的腐蚀达到相对稳定,这时的电位即是自腐蚀电位,自腐蚀电位的高低反应了材料发生腐蚀的难易程度,自腐蚀电位越高,材料越不容易发生腐蚀,自腐蚀电位越低,材料就越容易发生腐蚀;所对应的电流就是金属腐蚀电流,腐蚀电流反应了金属发生腐蚀的快慢程度,腐蚀电流越大,金属发生腐蚀的速度就越大,腐蚀电流越小,金属发生腐蚀的速度就越小。根据这一原理,测定金属的极化曲线。将阳极或者阴极的塔费尔直线外推到与过电位为零的直线相交,交点对应的电流为腐蚀速度。 3)实验设备及条件 ①实验设备 实验采用电化学测量系统对各试样进行电化学腐蚀性能测试实验。其装置如图2-2所示:

图2-2 电化学极化曲线测量装置示意图 实验装置中三电极体系中以饱和甘汞(SCE)电极作为参比电极(reference electrode);Pt 电极作为辅助电极(auxiliary electrode);代测试样为研究电极(research electrode)。参比电极和研究电极间用盐桥连接,鲁金毛细管(capiliary)距研究电极1~2毫米。 电化学工作站部分参数如下: 初始电位(V):-2;终止电位(V):2.2;扫描段数:1;终止电位处保持时间:0;静置时间:2s;电流灵敏度(A/V):1.e-0.04。 ②实验条件 a.腐蚀试样:对1#到12#试样进行蜡封,即:在试样上用油性笔取1cm×1cm 的面积,并在其上放置橡皮,而后将烧化的蜡汁快速滴于试样表面,即蜡封处理。 b.腐蚀溶液:3.5%的NaCl水溶液(与浸泡实验相对应)

钢铁腐蚀与防护

钢铁腐蚀与防护 1.有机涂层腐蚀防护 由有机高分子化合物为主体组成覆盖层统称为有机覆盖层。有机涂层还常常称作涂料,早期的涂料通常叫做油漆。其主要成膜物质和溶剂等,是以有机材料为主体的有机涂料。覆盖层是通过阻抗抑制、氧缺乏、阻止金属向环境放电和缓蚀技术来达到腐蚀防护的目的。 有机涂层种类繁多,应该依据钢结构的用途、环境、使用年限要求等进行选择。有机涂料的选择应考虑与腐蚀环境相适应的涂料品种、体系相匹配。更进一步了解成膜物质、溶剂等,其品种主要有过氯乙烯类、环氧树脂类、氯磺化聚乙烯类、聚氨酯类、氯化橡胶类、不饱和聚酯类、聚氟橡胶类、有机硅类,以及可用于地下的沥青焦油类等。有的还可交替搭配(如环氧煤焦油、含氟聚氯乙烯等) 。作为防腐涂料的特殊要求,须包含具有缓蚀作用的防锈颜料,一般有碱性颜料(红丹、铅酸钙等) 、可溶性颜料(锌黄、铬黄、磷锌黄等) 、阴极保护型颜料(锌、铝、镁粉等) 在室外使用的耐候性树脂覆盖层的耐久性按下面的顺序递增: 油脂≤酚醛≤醇酸树脂≤氯化橡胶系≤丙烯酸系≤聚氨酯系≤丙烯酸有机硅≤氟树脂类 目前国内外使用最多的钢铁结构件防腐方法是有机涂料涂装。涂装防腐主要基于隔离机理。显然只有当涂层将钢铁基体与腐蚀环境完全隔离时,涂层才能有效地保护钢铁材料免于腐蚀。但是事实上几乎所有的有机涂料橡层都存在一些微小的“针孔”.当外界的腐蚀介质通过这些通道到达钢铁基体时,就在涂层与基体的界面处发生腐蚀。钢铁腐蚀对产生的腐蚀产物体积将膨胀20倍,其结果是在涂层中出现蚀痕、鼓泡和剥脱.最终导致腐蚀防护体系的失效。为了维持涂层对钢铁基体的保护作用,通常每隔几年就要对钢铁构件重新涂装一遍,在腐蚀严重的环境下甚至每年都要涂装一遍.涂装方法的另一个缺点是污染环境。目前.许多国家对使用有机涂料的限制越来越严格 2.无机非金属涂层腐蚀防护

人教版高二化学选修四 4.4 金属的电化学腐蚀与防护教案

第四节金属的电化学腐蚀与防护 教学目标: 知识与技能: 1、了解金属腐蚀的危害及金属腐蚀的本质原因; 2、了解金属腐蚀的种类,发生腐蚀的反应式的书写; 3、掌握金属防护的方法。 过程与方法: 1、培养学生依据事实得出结论的科学方法; 2、培养学生的观察能力。 情感态度与价值观: 增强学生的环保意识 教学重点、难点: 金属的电化学腐蚀 课时安排:1课时 教学方法: 教学过程: 引入]在日常生活中,我们经常可以看到一些美丽的金属器皿使用一段时间后会失去表面的光泽。如:铁器会生锈、铜器会长出铜绿。实际上金属的生锈,其主要原因与原电池的形成有关,下面我们就来分析一下金属腐蚀的原因。 板书]第四节金属的电化学腐蚀与防护 阅读]请同学们阅读课本P84内容回答下列问题: 什么是金属腐蚀?金属的腐蚀有哪几种? 学生阅读后回答]金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 板书]一、金属的电化学腐蚀 1、金属的腐蚀 (1)概念:金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程 提问]生活中你所了解的金属腐蚀有哪些? 回答]铁生锈、铜长出铜绿、铝锅出现白色的斑点等。 提问]金属腐蚀的原因是什么?

回答]金属由单质变成化合物,使电子被氧化。 板书](2)金属腐蚀的本质:M—ne—=M n+ 讲述]金属腐蚀为失电子,是内因。金属越活泼,越易失电子,越易被腐蚀。金属腐蚀还与外因有关,即与金属接触的介质不同,发生的腐蚀情况也不同。 板书](3)金属腐蚀的类型: ①化学腐蚀:金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。例如铁丝在氧气中燃烧、铜在氯气中燃烧等。 讲述]上面的腐蚀没有形成原电池,还有一类是在腐蚀过程中形成了原电池。 板书]②电化学腐蚀:不纯金属与电解质溶液接触时比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀。 引导]请同学们讲述一下钢铁在潮湿的环境中生锈的过程。 学生]在潮湿的空气中,,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜是含有少量H+和OH—还溶解了O2等气体,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它与钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。 投影]钢铁的电化学腐蚀示意图 引导]根据以前所学内容,指出钢铁腐蚀时形成的原电池的正负极,写出电极反应方程式: 指定学生板书] 负极(Fe):2Fe—4e—=2Fe2+ 正极(C):O2+2H2O+4e—=4OH— 总反应:2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2 讲解]Fe(OH)2继续被氧气氧化生成Fe(OH)3,Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈(Fe2O3.xH2O)。这种腐蚀是由于电解质溶液中溶有O2造成的。所以把这种腐蚀叫做吸氧腐蚀。这种腐蚀普遍存在,在电化学腐蚀中为主。如果电解质溶液中有CO2气体或H+时,会有H2放出(析出),所以这种电化学腐蚀也叫做析氢腐蚀。总之,无论是哪种腐蚀,其结果都是水膜中OH—浓度相对增加。 板书]析氢腐蚀 负极(Fe):Fe—2e—=Fe2+ 正极(C):2H++2e—=H2↑ 引导]请同学们根据以上学习比较化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系,并填写下表: 投影](表中内容学生讨论后再显示)

知识讲解_金属的电化学腐蚀与防护(基础)

高考总复习金属的电化学腐蚀与防护 编稿:房鑫审稿:曹玉婷 【考纲要求】 1.金属腐蚀的种类,探究金属发生电化学腐蚀的原因。 2.了解金属腐蚀的危害,防止金属腐蚀的措施。 【考点梳理】 考点一:金属腐蚀 1.定义:金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 2.本质:金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化生成金属阳离子的过程。 M-ne-==M n+(M代表金属元素)。 3.类型:(1)化学腐蚀:金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程。 (2)电化学腐蚀:不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程。 考点二:金属的电化学腐蚀 1 2.电化学腐蚀的种类: (1)种类:吸氧腐蚀与析氢腐蚀 (2)吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较(以钢铁为例) 3.金属腐蚀的快慢一般规律 (1) 在同一电解质溶液中,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。 (2) 在不同溶液中,金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀;金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。 (3) 有保护措施的条件下,无防护条件的腐蚀>有一般防护条件下的腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法条件下的腐蚀>外接电源(负极)的阴极保护法条件下的腐蚀。 (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。 (5) 由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液,故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式,只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀,而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。 考点三:金属的电化学防护 1.在金属表面覆盖保护层。 ①在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质;

高中化学复习知识点:金属的化学腐蚀与电化学腐蚀

高中化学复习知识点:金属的化学腐蚀与电化学腐蚀 一、单选题 1.埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行电化学保护,下列说法正确的是() A.钢管道表面发生了还原反应 B.该方法将电能转化为了化学能 C.该方法称为外加电流阴极保护法 D.镁块上发生的电极反应:O2+2H2O+4e→4OH- 2.下列与金属腐蚀有关的说法,正确的是() A.图1中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重 B.图2中,插入溶液中的铁棒容易溶解,主要是发生电化学腐蚀 C.图3中,燃气灶的中心部位容易生锈,主要是由于高温下铁发生电化学腐蚀 D.图4中,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀,镁块相当于原电池的负极 3.美籍华裔化学家钱永健获得诺贝尔化学奖。少年时代,他就对化学产生了浓厚的兴趣。16岁时,他凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目,荣获有“少年诺贝尔”

之称的著名奖项。下列说法正确的是 A.金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程 B.合金都比纯金属易被腐蚀 C.将金属与外加直流电源的负极相连,而将正极接到废铁上,可以防止金属被腐蚀。D.镀锌铁比镀锡铁更容易被腐蚀 4.各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为() A.④②①③B.④③①②C.②①③④D.③②④①5.关于金属腐蚀和防护原理的叙述中,错误的是() A.镀锌铁皮发生电化腐蚀时,锌发生还原反应 B.船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀 C.钢铁析氢腐蚀的正极反应:2H++2e → H2↑ D.埋在地下的钢管与电源负极连接可以减缓腐蚀 6.埋在地下的铸铁输油管道,在下列情况下被腐蚀得最慢的是 A.在潮湿疏松的碱性土壤中B.在干燥致密的酸性土壤中 C.将输油管道与电源负极相连D.在输油管道接口处包上铜皮 7.每年由于腐蚀造成的钢铁损失约占年产量的10~20%,金属的防腐十分重要。钢铁防腐方法有许多种,图—1与图—2是两个典型的例子。对其中原理的描述正确的是() A.图—1:a为电源正极B.图—1:辅助电极上发生氧化反应C.图—2:电流方向d→c D.图—2:金属A可以是耐腐蚀的金属铜8.关于金属腐蚀和防护原理的叙述中,错误的是( ) A.埋在地下的钢管与电源负极连接可以减缓腐蚀 B.原电池负极和电解池阳极发生的都是氧化反应 C.钢铁析氢腐蚀的正极反应:2H++2e → H2↑ D.为了避免青铜器生成铜绿,将青铜器放在银质托盘上 9.有关金属腐蚀的叙述正确的是

电化学腐蚀和防护

电化学腐蚀和防护 1、金属腐蚀内容:金属的腐蚀是指金属或者合金跟周围接触到的化学物质发生化学反应而腐蚀损耗的过程 2、金属腐蚀的本质:金属原子失去电子变为金属阳离子,金属发生氧化反应 3、金属腐蚀的类型: (1)化学腐蚀——金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀 化学腐蚀实质:金属和非电解质或其它物质相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。其腐蚀过程没有电流产生 (2)电化学腐蚀——不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应。比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。电化学腐蚀过程有电流产生 (3)化学腐蚀与电化学腐蚀 类型化学腐蚀电化学腐蚀 条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触 现象无电流产生有微弱电流产生 本质金属被氧化较活泼金属被氧化 联系两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍 4、电化学腐蚀的分类————以钢铁的腐蚀为例进行分析 类型析氢腐蚀(腐蚀过程中不断有氢气放出) 吸氧腐蚀(反应过程吸收氧气) 条件水膜酸性较强(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性 电极反 应 负极Fe-2e-===Fe2+Fe-2e-===Fe2+ 正极2H++2e-===H2↑O2+2H2O+4e-===4OH- 总反应 式 Fe+2H+===Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3·xH2O (铁锈主要成分) 联系吸氧腐蚀更普遍 5 (1)对同一电解质溶液来说,腐蚀速率的快慢: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 (2)对同一金属来说,在不同溶液中腐蚀速率的快慢:强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中 (3)活动性不同的两种金属,活动性差别越大,腐蚀速率越快 (4)对同一种电解质溶液来说,电解质浓度越大,金属腐蚀越快 6、金属的防护 (1)电化学防护 ①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理 a.负极:比被保护金属活泼的金属 b.正极:被保护的金属设备 c.应用:在被保护的钢铁设备上装上若干锌块,腐蚀锌块保护钢铁设备,负极:锌块被腐蚀;正极:钢铁设备被保护 ②外加电流的阴极保护法—电解原理 a.阴极:被保护的金属设备 b.阳极:惰性金属或石墨 c.应用:把被保护的钢铁设备作为阴极,惰性电极作为辅助阳极,均存在于电解质溶液中,接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累,抑制了钢铁失去电子的反应 (2)改变金属的内部结构,如制成合金、不锈钢等 (3)加防护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法 7、两种保护方法的比较:外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法 【课后作业】 1、判断正误,正确的划“√”,错误的划“×” (1)所有金属纯度越大,越不易被腐蚀() (2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样() (3)干燥环境下金属不被腐蚀() (4)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物() (5)钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电子生成Fe3+() (6)在金属表面覆盖保护层,若保护层破损后,就完全失去了对金属的保护作用() (7)外加电流的阴极保护法,构成了电解池;牺牲阳极的阴极保护法构成了原电池。二者均能有效地保护金属不容易被腐蚀() 2、如图所示,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为() A.②①③④⑤⑥B.⑤④③①②⑥C.⑤④②①③⑥D.⑤③②④①⑥ 3、下列与金属腐蚀有关的说法,正确的是()

《钢铁的锈蚀与防护》知识总结

钢铁的锈蚀与防护 【课标要求】 ●了解金属锈蚀的条件和防止金属锈蚀的简单方法; ●知道废旧金属对环境的污染,认识回收利用废旧金属和金属资源保护的重要性。 【核心内容】 金属锈蚀原因 金属减缓金属锈蚀的方法 了解废旧金属的产生及其对环境的危害 【要点精讲】 1.导致钢铁生锈的原因 (1)钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果。 (2)钢铁的纯度、环境的温度及与酸碱性等物质的接触等都是影响钢铁锈蚀的因素。 (3)钢铁锈蚀后生成铁锈(主要成分是Fe2O3)。铁锈疏松多孔,不仅不能阻止钢铁制品与空气和水的接触,还会把空气和水分保留在钢铁制品的表面,进一步加速钢铁的锈蚀。因此,当钢铁制品表面生锈时应及时除锈。 2.减缓金属锈蚀的方法 防止铁生锈的方法:根据铁的锈蚀条件不难推断防止铁生锈的方法是:使铁制品隔绝空气或隔绝水。 保持铁制品表面的干燥和洁净 刷油漆 钢铁防锈方法涂油 在铁制品表面涂一层保护膜电镀 烤蓝等 改变铁的组织结构,制成合金钢,如不锈钢等3.废旧金属的回收利用 (1)废旧金属的产生及带来的危害

产生:由于金属制品的腐蚀、损坏和自然淘汰,每年都有大量的废旧金属产生。 危害:①造成环境污染。②浪费了有限的金属资源。 (2)废旧金属回收利用的意义。 ①节省资金;②节约资源;③降低成本;④减少空气污染、水污染和固体废弃物。 例题解析 【例1】铁在我们的生活中应用广泛,家用的铁锅、铁钉、用铁丝制成的晒衣架、自行车等等。请你说一说铁栅栏、刀片、自行车的钢圈、链条采用的防锈措施。 (1)铁栅栏;(2)刀片;(3)自行车钢圈;(4)链条。 【解析】钢铁的防锈原理是让其与空气、水(或水蒸气)隔开。钢铁一旦生了锈,就会越锈越厉害,因为锈是蓬松的,更易吸水,会一“锈”到底。因此防锈措施就应运而生了,例如刷油漆、涂油、镀金属、烤蓝等。在具体“施工”中人们会根据不同的性质和用途采取相应的措施。譬如,自行车的链条,一般不用刷油漆、镀金属而采用涂油的方法,因为链条总在不断地运动和磨擦。该题的答案是(1)刷油漆(2)烤蓝(3)镀铬(或镀一层金属)(4)涂润滑油【例2】某课外活动小组去一家废旧金属回收公司辨别废生铁和废钢,他们运用所学的生铁和钢的性能、用途等有关知识进行辨别,收获很大。试问:该课外活动小组可能是用哪些较简便的方法辨别废生铁和废钢的?(只答方法,不必叙述理由) 【解析】要辨别生铁和钢主要根据其性能进行区别,一般来说生铁硬而脆,断面呈现暗灰色。钢硬、韧,断面是银白色。另外由于它们的性能不同,其用途也不同。根据以上几个方面初步区分生铁和钢。该题的答案是(1)看部件用途(即曾用做什么);(2)可用铁锤敲击看其韧性、脆性等;(3)看断面颜色;(4)可敲击辨音等诸多方面综合考虑。 【例3】矿物的储量是有限的,而且不能再生,这也就意味着金属资源是有限的。那么怎样才能有效地保护金属资源?

电化学腐蚀的种类和金属

电化学腐蚀的种类和金属 金属是以稳定状态的氧化物、硫化物、碳酸盐等物质存在于大自然的矿石之中,经开采、冶炼得到较纯金属。金属不是十分稳定的,它与大自然中的水、氧接触,会使其表面发生氧化还原反应,生成多种金属氧化物或氢氧化物。氧、水与金属反应生成的这些金属氧化物有固态的、液态的和气态的,其物理化学性质对金属都是有害的,因为它们存在与金属表面可以加快金属的腐蚀过程。即使给金属提供各种较好的存放条件,若不采取防腐措施,也是无济于事的。金属在干燥条件中或理想环境中,只能降低或减缓腐蚀的进程。因此,必须认真研究金属腐蚀的机理,了解金属遭受腐蚀过程、腐蚀的种类及表现形式,以便有针对性地采取有效的防腐措施。 金属腐蚀的种类很多,依据腐蚀过程中表现的不同特点,可分化学腐蚀、电化学腐蚀两大类。其腐蚀分类的含义如下: 化学腐蚀顾名思义,化学腐蚀就是金属表面在各种化学介质作用下所受到的腐蚀,称为化学腐蚀。化学腐蚀又分为在气体中腐蚀和在下导电溶液中的腐蚀。气体腐蚀是指干燥气体同金属相接触,使金属表面生成化合物,例如氧化物、氯化物、硫化物等。又如钢材在扎制、焊接、热处理过程中,因高温氧化而生成氧化皮。有时在常温下,放置一段时间后的电镀件表面光泽发暗等也属此类腐蚀。金属在不导电溶液中的腐蚀是指金属在诸如石油、乙醇等有机液体中受到腐蚀(是硫化物作用的结果)。 电化学腐蚀电化学腐蚀是金属与周围的电解质溶液相接触时,由于电流作用而产生的腐蚀。电化学腐蚀是很普遍的,为人们所常见,其腐蚀原理与原电池一样。电化学腐蚀的表面形式很多,又可分为:空气腐蚀、导电介质中的腐蚀和其它条件下的腐蚀。空气腐蚀,是金属在潮湿的空气中的腐蚀。导电介质中的腐蚀,是金属在受到雨水浇淋,或在各种酸、碱、盐类的水溶液中的腐蚀。其它条件下的腐蚀,是指地下铺设的金属管道、构件等,长期受到潮湿土壤中的多种腐蚀介质的侵蚀而遭到的腐蚀破坏。 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。

近代电化学研究方法论文

9存档日期:存档编号: 课程名称:近代电化学研究方法 课程代号: 任课教师: 完成日期:2010 年6 月18日 专业:材料科学与工程 学号: 姓名: 成绩:_____________

电化学腐蚀与防护 金属的腐蚀原理有多种,其中电化学腐蚀是最为广泛的一种,一般是金属在介质中组成微观原电池,其中金属作为阳极遭到腐蚀破坏的过程[1]。当不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应[2],在反应中,金属失去电子而被氧化,其反应过程称为阳极反应过程,反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物;介质中的物质从金属表面获得电子而被还原,其反应过程称为阴极反应过程。 当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气电化学腐蚀中[3],金属表面会形成一种微电池,也称腐蚀电池。阳极上发生氧化反应,使阳极发生溶解,阴极上发生还原反应,腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分,形成一层水膜,因而使空气中的CO2,SO2,NO2等溶解在这层水膜中,形成电解质溶液,而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的,如工业用的钢铁,实际上是合金,即除铁之外,还含有石墨、渗碳体(Fe3C)以及其它金属和杂质,它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁,而阴极为杂质,又由于铁与杂质紧密接触,使得腐蚀不断进行。 腐蚀介质中的氧[4]是造成金属腐蚀的一个主要原因,氧和金属形成两个电极,金属的电极电位比氧的电极电位低,所以金属作为阳极,遭到腐蚀。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀,但潮湿的空气中却很快就会腐蚀。这是因为在潮湿的空气里,钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜里含有少量的氢离子与氢氧根离子,还溶解了氧气等气体,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里,铁是负极,碳是正极。铁失去电子而被氧化,所以电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。在均匀腐蚀时,金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别,进行两种反应的表面位置不断地随机变动。 如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应,其余表面区域主要进行阴极反应,则称前者为阳极区,后者为阴极区,阳极区和阴极区组成了腐蚀电池,直接造成金属材料破坏的是阳极反应。故常采用外接电源

第四节 金属的电化学腐蚀与防护

第四节 金属的电化学腐蚀与防护 教学目标: 1、了解金属的化学腐蚀和电化学腐蚀。 2、了解金属电化学腐蚀的原理及其防护。 教学重点 金属的电化学腐蚀 教学难点 电极反应式的写法 教学过程 【学生看书讨论】 1. 什么是金属的腐蚀?金属腐蚀的本质是什么? 2. 化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点是什么? 一、金属腐蚀的本质: M – xe - = M x+ 二、化学腐蚀与电化学腐蚀的区别 化学腐蚀 电化学腐蚀 共同点 M – xe - = M x+ M – xe - = M x+ 不同点 (1)金属与氧化剂直接得失电子 利用原电池原理得失电子 (2)反应中不伴随电流的产生 反应中伴随电流的产生 (3)金属被氧化 活泼金属被氧化 三、金属的电化学腐蚀 (以钢铁为例) 1.析氢腐蚀 (酸性较强的溶液) 负极: Fe – 2e - = Fe 2+ 正极: 2H + + 2e - = H 2 ↑ 总式:Fe + 2H + = Fe 2+ + H 2 ↑ 2. 吸氧腐蚀 (中性或弱酸性溶液) 负极: 2Fe – 4e - = 2Fe 2+ 正极: O 2+4e - +2H 2O = 4OH - 总式:2Fe + O 2 +2H 2O =2 Fe(OH)2 4 Fe(OH)2 + O 2 + 2H 2O = 4Fe(OH)3 四、金属的电化学防护 1. 影响金属腐蚀快慢的因素

本性:(1)金属的活动性(2)纯度(3)氧化膜 介质:环境(腐蚀性气体,电解质溶液) 2.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 【练习】:如图所示,试管中的铁钉如果在酸性溶液或在食盐溶液中的腐蚀的现象有何不同?

电化学腐蚀的种类和金属防护常用的方法

电化学腐蚀的种类和金属防护常用的方法 在日常生活中,学生对于金属的腐蚀较为熟悉,但只停留在简单的对于金属腐蚀的条件的理解,知道金属腐蚀需要水和氧气,但是对于电化学腐蚀的原理还不了解,电化学反应也是比较难以理解和掌握的,因此,要使学生能够掌握电化学腐蚀的种类和金属防护常用的方法需要我们联系实际,从生活中的实际入手,提高学生的化学素养。 例如,首先介绍金属腐蚀会导致国民经济的巨大损失,美国在20世纪80年代初期的统计年损失达1千多亿美元;估计我国的年损失在300亿元以上。电化学腐蚀与防护问题既有我们日常生活常见到的钢铁生锈、电池的点蚀等问题,也与当前新能源、新材料等领域密切相关,使学生了解金属防护的重要性,树立节约保护的意识。 根据学生的了解知道在有氧气和水的条件下,金属容易腐蚀,铁会生成四氧化三铁,铜会生成硫酸铜,再通过阅读课本内容,了解一般化学腐蚀和电化学腐蚀的区别,金属腐蚀的本质是电子的得失,并使学生考虑环境的影响是否对金属的腐蚀有所影响,引导学生分析酸性环境和碱性环境下,电化学腐蚀的反应原理。以钢铁为例,经过分析后,分别写出在酸性环境下和碱性环境下的反应原理。归纳出电化学腐蚀的种类: 1.析氢腐蚀 (酸性较强的溶液) 负极: Fe – 2e- = Fe2+ 正极: 2H+ + 2e- = H 2 ↑ 总式:Fe + 2H+ = Fe2+ + H 2 ↑ 2. 吸氧腐蚀 (中性或弱酸性溶液) 负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+ 正极: O 2+4e- +2H 2 O = 4OH- 总式:2Fe + O 2 +2H 2 O =2 Fe(OH) 2 离子方程式:Fe2+ + 2OH- = Fe(OH) 2 4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3 进而,根据金属腐蚀的条件分析出影响金属腐蚀快慢的因素一是本性(1)金属的活动性(2)纯度(3)氧化膜;二是介质:环境(腐蚀性气体,电解质溶液),最后根据影响因素思考金属防护的方法: 1、改变金属的内部结构(钢→不锈钢,在钢中加入镍和铬) 2、覆盖保护膜。在金属表面覆盖保护层,使金属制品与周围腐蚀介质隔离,

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