原金属的电化学腐蚀和防护

第四节第四节金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护4/30/20241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（阳极）被腐铁作负极（阳极）被腐蚀腐蚀速率较快。蚀腐蚀速率较快。实验一：比较下列现象的差异？实验一：比较下列现象的差异？化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀4/30/20242金属的腐蚀金属的腐蚀 金属或合金跟周围接触到的气体金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。程，即为金属的腐蚀。本质：本质：金属原子金属原子失去电子失去电子被氧化的过被氧化的过程。程。一、金属的一、金属的电化学电化学腐腐蚀4/30/202431、化学腐蚀与电化学腐蚀、化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐化学腐蚀电化腐化腐蚀条件条件现象象本本质联系系金属跟非金属单质金属跟非金属单质直接接触直接接触无电流产生无电流产生金属被氧化金属被氧化两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍不纯金属或合金不纯金属或合金跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触有有微弱电流微弱电流产生产生较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化4/30/20244实验二：按下图进行对比实验实验二：按下图进行对比实验图二图二A无离子水无离子水AA（往水中通入（往水中通入（往水中通入（往水中通入二氧化碳制得二氧化碳制得二氧化碳制得二氧化碳制得碳酸溶液）碳酸溶液）碳酸溶液）碳酸溶液）指针无指针无指针无指针无偏转偏转偏转偏转 指针指针 偏转偏转指针偏转指针偏转4/30/20245负极：负极：Fe-2e-=Fe2+正极：正极：2H+2e-=H2溶液反应：溶液反应：溶液反应：溶液反应：FeFe2+2+2 2OHOH-=Fe(OH)=Fe(OH)2 24Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4Fe(OH)O=4Fe(OH)3 3 2Fe(OH)2Fe(OH)3 3=Fe=Fe2 2OO3 3nHnH2 2O+(3-n)HO+(3-n)H2 2OO正极：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-请写出下列电极方程式？请写出下列电极方程式？AA负极：负极：Fe-2e-=Fe2+酸性酸性酸性酸性环境环境环境环境中性中性中性中性环境环境环境环境4/30/20246钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀示意图示意图钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意图示意图H2O4/30/20247 析析氢氢腐腐蚀蚀 吸氧腐吸氧腐蚀蚀电压电压 0.204V 1.433V条件条件 正极正极 负极负极 溶液溶液 2、析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以、析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）为例）2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O水膜酸性较强水膜酸性较强水膜酸性很弱或中性水膜酸性很弱或中性4/30/20248铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？铜器上的铁铆钉为什么特别容易生锈？铜器上的铁铆钉为什么特别容易生锈？4/30/20249 银质奖章较长时间后变黑，银质奖章较长时间后变黑，银质奖章较长时间后变黑，银质奖章较长时间后变黑，形成黑锈，可以采形成黑锈，可以采形成黑锈，可以采形成黑锈，可以采用抛光的方法恢复光泽，抛光的简单方法是：将变质的用抛光的方法恢复光泽，抛光的简单方法是：将变质的用抛光的方法恢复光泽，抛光的简单方法是：将变质的用抛光的方法恢复光泽，抛光的简单方法是：将变质的奖章放入盛有食盐的铝锅中，放置一段时间后，黑锈就奖章放入盛有食盐的铝锅中，放置一段时间后，黑锈就奖章放入盛有食盐的铝锅中，放置一段时间后，黑锈就奖章放入盛有食盐的铝锅中，放置一段时间后，黑锈就被除去，而银不会损失。被除去，而银不会损失。被除去，而银不会损失。被除去，而银不会损失。（1 1）形成黑锈的原因：）形成黑锈的原因：）形成黑锈的原因：）形成黑锈的原因：（2 2）除锈的原理：）除锈的原理：）除锈的原理：）除锈的原理：4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O负极：负极：2Al-6e-=2Al3+正极：正极：3Ag2S+6e-=6Ag+3S2-2Al3+3S2-+6H2O=3H2S +2Al(OH)32Al+3Ag2S+6H2O=3H2S +2Al(OH)3 +6Ag4/30/202410比较：比较：下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是的顺序是_(5)(2)(1)(3)(4)4/30/202411 在同一电解质溶液中，金属腐蚀的在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀有防腐措施的腐蚀小结：小结：4/30/202412改变金属改变金属改变金属改变金属内部的组织结构内部的组织结构内部的组织结构内部的组织结构。制成合金。制成合金。制成合金。制成合金(如不锈钢）。如不锈钢）。如不锈钢）。如不锈钢）。在金属表面覆盖在金属表面覆盖在金属表面覆盖在金属表面覆盖保护层保护层保护层保护层。如油漆、油脂等，电镀如油漆、油脂等，电镀如油漆、油脂等，电镀如油漆、油脂等，电镀Zn,CrZn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。金属防护的几种重要方法金属防护的几种重要方法原理：原理：原理：原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。电化学保护法。即将金属作为电化学保护法。即将金属作为电化学保护法。即将金属作为电化学保护法。即将金属作为原电池原电池原电池原电池的正极的正极的正极的正极或或或或电解池电解池电解池电解池的阴极的阴极的阴极的阴极而受到保护。而受到保护。而受到保护。而受到保护。4/30/2024131、牺牲阳极的阴极保护法：、牺牲阳极的阴极保护法：P864/30/2024144/30/2024152、外加电源的阴极保护法：、外加电源的阴极保护法：P86阳极阳极4/30/202416小结小结防腐措施防腐措施防腐措施防腐措施由好到坏的顺序如下：由好到坏的顺序如下：由好到坏的顺序如下：由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法一般防腐条件保护（喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、一般防腐条件保护（喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、一般防腐条件保护（喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、一般防腐条件保护（喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、表面钝化等）无防腐条件表面钝化等）无防腐条件表面钝化等）无防腐条件表面钝化等）无防腐条件4/30/2024174/30/2024184/30/202419 2000 2000年年年年_月，保利集团在香港拍卖会上花费月，保利集团在香港拍卖会上花费月，保利集团在香港拍卖会上花费月，保利集团在香港拍卖会上花费30003000多万港币购多万港币购多万港币购多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO3，这三，这三，这三，这三件件件件17601760年铜铸的国宝在年铜铸的国宝在年铜铸的国宝在年铜铸的国宝在240 240 年后看上去仍然熠熠生辉，不生锈，年后看上去仍然熠熠生辉，不生锈，年后看上去仍然熠熠生辉，不生锈，年后看上去仍然熠熠生辉，不生锈，下列对其原因的分析，最可能的是下列对其原因的分析，最可能的是下列对其原因的分析，最可能的是下列对其原因的分析，最可能的是（D）A A、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；B B、环境污染日趋严重，表面的铜绿被酸雨溶解洗去；、环境污染日趋严重，表面的铜绿被酸雨溶解洗去；、环境污染日趋严重，表面的铜绿被酸雨溶解洗去；、环境污染日趋严重，表面的铜绿被酸雨溶解洗去；C C、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；D D、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；练习练习改变金属的内部组织结构改变金属的内部组织结构 防腐防腐4/30/202420