4.3.2

金屬的腐蝕與防護

【科學探究】不同條件下鐵釘（潔凈無銹）的腐蝕鐵釘被腐蝕最快因沒有O2，較長時間鐵釘未被腐蝕鐵釘被腐蝕因沒有O2，鐵釘未被腐蝕因沒有O2，H2O鐵釘未被腐蝕觀察下列金屬防護的方法，并解釋防止金屬腐蝕的原因。【思考】不銹鋼1.改變金屬的組成結構，使其具有較強的抗腐蝕性能。在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優(yōu)異的合金。例如：在鋼鐵中加入一定比例的鉻和鎳，改變鋼鐵內(nèi)部的組成和結構，可極大程度地提高鋼鐵抗腐蝕性能，這就是常見的“不銹鋼”(合金)。2.在金屬表面覆蓋保護層：噴油漆、涂油脂、表面鈍化、電鍍等。給金屬穿“防彈衣”衣架和電線的外面包上塑料層鍍鉻在機械表面涂防銹油在面盆、杯子等表面燒涂搪瓷搪瓷（tángcí），它其實是將無機玻璃質材料通過熔融凝于基體金屬上并與金屬牢固結合在一起的一種復合材料。電化學腐蝕還是用電化學方法來解決，不回避金屬與氧化劑的直接接觸，采用還原性更強的物質或其他替代方式來滿足氧化劑對電子的需求，從而保護主體金屬構件免受腐蝕。3、電化學防護法(1)電化學保護法——犧牲陽極的陰極保護法①原理：應用原電池原理；②要求：被保護金屬作正極，另一活潑性較強的金屬作負極。用犧牲鋅塊的方法來保護船身，鋅塊必須定期更換實驗4-4（1）Fe作保護電極，Zn作輔助電極，以經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液作電解質溶液，按圖所示連接好裝置。觀察電流表指針的變化，以及燒杯中兩個電極附近發(fā)生的現(xiàn)象。過一段時間，用膠頭滴管從和Fe電極區(qū)域取少量溶液于試管中，再向試管中滴入2滴K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，觀察試管中溶液顏色變化？說明：Fe2+的檢驗：Fe2+與K3[Fe(CN)6]溶液(黃色)反應生成帶有特征藍色的鐵氰化亞鐵KFe[Fe(CN)6]沉淀。這是檢驗溶液中Fe2+的常用方法。實驗裝置電流表陽極陰極現(xiàn)象有關反應偏轉鋅片逐漸溶解鐵電極上有氣泡冒出Zn-2e-=Zn2＋2H＋＋2e=H2↑試管中滴入2滴K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，無明顯變化，即溶液中無Fe2+結論：Fe電極被保護，不發(fā)生反應。Fe、Zn和經(jīng)過酸化的NaCl溶液構成原電池；Zn作負極被腐蝕，F(xiàn)e作正極被保護。實驗2將1g瓊脂加入250mL燒杯中，再加入50mL飽和食鹽水和150mL水。攪拌、加熱煮沸，使瓊脂溶解。稍冷后，趁熱把瓊脂溶液分別倒入兩個培養(yǎng)皿中，各滴入5～6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均勻。取兩個2～3cm的鐵釘，用砂紙擦光。如圖(a)所示，將裹有鋅皮的鐵釘放入上述的一個培養(yǎng)皿中；如圖(b)所示，將纏有銅絲的鐵釘放入另一個培養(yǎng)皿中。觀察并解釋實驗現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：裹有鋅片的鐵釘，鋅片逐漸溶解，鐵釘附近溶液變紅色；實驗結論：鋅作負極，發(fā)生反應：Zn-2e-=Zn2+；鐵作正極，發(fā)生反應：O2+2H2O+4e-=4OH-鐵作正極，不反應，被保護(a)實驗現(xiàn)象：裹有銅絲的鐵釘，鐵釘逐漸溶解，鐵釘附近溶液有藍色沉淀生成；實驗結論：鐵作負極，發(fā)生反應：Fe-2e-=Fe2+；銅作正極，發(fā)生反應：O2+2H2O+4e-=4OH-Fe2+與[Fe(CN)6]3－反應生成帶有特征藍色的鐵氰化亞鐵沉淀鐵作負極，發(fā)生氧化反應，被腐蝕(b)現(xiàn)象a中鐵釘周圍溶液變紅b中鐵釘周圍生成藍色沉淀，銅絲周圍溶液變紅結論鐵作為負極時易腐蝕，作為正極時未腐蝕犧牲陽極法實驗原理：應用

原理，將被保護的鋼鐵設備做

極，用惰性電極做輔助

極，在外加直流電作用下，電子被迫流向被保護的鋼鐵設備，使鋼鐵表面的腐蝕電流降至零或接近等于零。2.外加電流的陰極保護法陰陽電解池為保護地下鋼管不被腐蝕，可采用的方法是()A、與直流電源負極相連接B、與直流電源的正極相連接C、與銅板相連接D、與鋅板相連接AD隨堂練習下列關于如圖所示的實驗裝置的判斷中錯誤的是（）A.若X為碳棒，開關K置于A處可減緩鐵的腐蝕B.若X為鋅棒，開關K置于A或B處都可減緩鐵的腐蝕C.若X為鋅棒，開關K置于B處時，為犧牲陽極的陰極保護法D.若X為碳棒，開關K置于B處時，鐵電極上發(fā)生的反應為2H＋＋2e－=H2↑D金屬腐蝕快慢的規(guī)律：(1)活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，氧化還原反應的速率越

，活潑金屬被腐蝕的速度越

。(2)同一電解質溶液中,電解原理引起的腐蝕(陽極）

原電池原理引起的腐蝕（負極）

化學腐蝕

有防腐措施的腐蝕(電解池的陽極、原電池的正極及加有鍍層的金屬）。(3)同一種金屬的腐蝕：在強電解質中

弱電解質中

非電解質中>>>>>快快金屬腐蝕速率的判斷，首先應確定金屬所處裝置是原電池，還是電解池。其次判斷該金屬是原電池的正、負極，還是電解池的陰、陽極。最后利用金屬腐蝕快慢的規(guī)律進行判斷。外接電源的陰極保護法＞犧牲陽極的陰極保護法＞有一般防腐條件保護＞無防腐條件防腐措施由好到壞的順序如下：1．青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕原理如圖所示：多孔催化層中的Cl-擴散到孔口，與電極產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，下列說法正確的是（B）

A．此過程為電化學腐蝕中的析氫腐蝕B．電極b發(fā)生的反應：O2+4e-+2H2O=4OH-C．生成Cu2(OH)3Cl的反應：2Cu2++3H2O+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓+3H+D．若采用犧牲陽極的陰極保護法保護青銅器是利用了電解的原理2．化學與生活、生產(chǎn)密切相關，下列有關敘述不正確的是（D）A．氫氧化鋁、小蘇打均可用作胃酸中和劑B．過氧化鈉可在呼吸面具或潛水艇中作為氧氣的來源C．在海輪外殼上鑲入鋅塊，可減緩船體的腐蝕速率D．ClO2具有強氧化性，可用作自來水的凈水劑3．下列關于金屬的腐蝕及防腐