1.3 金属的腐蚀与防护 （图文版知识清单，不可编辑）化学苏教版选择性必修1

第三单元金属的腐蚀与防护-知识清单 知识01 金属的腐蚀 一、金属的腐蚀 1.金属的腐蚀 (1)概念：金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应 而腐蚀损耗的现象叫做金属的腐蚀。 (2)金属腐蚀的分类 金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。 ①化学腐蚀 ②电化学腐蚀 金属与其他物质直接 不纯的金属或合金发 接触发生氧化还原反 生原电池反应，使较 反应而引起的腐蚀。 活泼的金属失去电子 电池物液 而引起的腐馊。 在现实生活中，电化学腐蚀现象比化学腐蚀现象严重得多。 2. 钢铁的电化学腐蚀 (1)实验探究 钢铁的电化学腐蚀原理 ①向铁粉中加入少量炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用 氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的两支具支试管 ②向铁粉中加入碳粉的目的是碳作原电池的正极； ③实验现象：铁粉变成红棕色，a装置右边的小试管中 ③实验现象：铁粉变成红棕色，a装置右边的小试管中 液面上升；b装置中右边小试管中液面下降。 (2)钢铁的电化学腐蚀 Fe" H,O 根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同，钢铁的电化学 腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，如下图所示： ①钢铁的吸氧腐蚀： 通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁表面凝结了一层溶有氧气的水膜，将会发生吸 氧腐蚀。 负极反应式：2Fe-4e=2Fe2+; 正极反应式：02+2H20+4e≥40H。 总反应式：2Fe+02+2H20=2Fe(0H)2o Fe(OH)2被进-步氧化成Fe(OH)3:4Fe(OH)2+2H20+024Fe(OH)3, Fe(OH) nH.O Fe(OH)3部分脱水生成Fe03nH,0,是铁锈的主要成分。 钢铁腐蚀与金属腐蚀比较-知识清单 ②钢铁的析氧腐蚀 当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，腐蚀 酸性溶液H e H21 过程中有H,放出。其中，Fe是负极，C是正极。 Fe) H* H 969 负极反应式：Fe-2e=Fe2+ e H 正极反应式：2H++2e=H2T 铜铁Fe/C 总反应式：Fe+2H+=Fe2++H2个 随着氢气的析出，溶液的H上升，最终形成铁锈。 [特别提醒：析氧腐蚀常发生在 酸性较强的环境中，如铜铁在 二、金属的腐蚀的比较 潮湿空气中遇到酸雨。 1.影响金属腐蚀的因素 (1)就金属本性来说 (2)介质对金属腐蚀的影响也很大 活性系列、反应性动性、高蚀性 金属 高蚀 潮湿空气腐蚀性气体 电解质溶液 金属越活泼，越容易失去电子而 如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性 被腐蚀。 气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。 2.钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 电解质溶液酸碱性 因钢铁表面水膜酸碱性不同，钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀， 二者正极反应式不同，但负极反应式相同，都是铁失电子被氧化。 正极反应 负极反应 Fe-2e-=Fe2+ 3.影响金属腐蚀速率的因素 (1)电解时阳极腐蚀速率最快；电流越大腐蚀速率越快。 →个 (2)发生原电池反应产生的腐蚀，电解质溶液的浓度越大， 腐蚀速率越快；两种金属的活动性差别越大，腐蚀速率越快 通 →→f (3)化学腐蚀比电化学腐蚀的速率慢。 兰>ǜ许 (4)电解产生的腐蚀比原电池产生的腐蚀速率快。 ǜ>ǜ 知识2 金属的电化学防护-知识清单 三、金属的电化学防护 1.金属的防护方法 (1)在金属表面覆盖保护层，如在钢铁表面涂油或油漆、覆盖塑料、镀 不活泼金属等。 (2)改变金属组成或结构，如制成合金。 (3)利用电化学原理来保护金属，防止金属腐蚀。 2。金属的电化学防护 金属的电化学防护包括牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。 钢 钢 门 门 海水 被 海水二 保护阴极 保 锌板 阴极 辅助阳极 (不溶性) 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 (1)牺牲阳极的阴极保护法 将被保护的金属与比其更活泼的金属连在一起，更活泼的金属作阳极（负 极)，在不断腐蚀后定期更换，作为原电池的阴极（正极）的金属不易被 腐蚀。 (2)外加电流的阴极保护法 被保护的钢铁设备作为阴极，另加惰性电极作阳极，两者都处在电解质溶 液中，接上外接电源。 通电后，电子流向被保护的钢铁设备，从而抑制钢铁失去电子，阻止钢铁 被腐蚀。 金属腐蚀原理的应用~知识卡片 3.金属腐蚀原理的应用 (1) 铝的钝化与运输 将铝片浸入浓硫酸或浓硝酸 冷的浓碛酸/ 时，铝片表面产生一层致密 浓硝酸 酸液 的氧化铝膜，从而阻止铝进 AI基体 一步被氧化。 可以用铝槽车运输冷的浓硝 致密的氧化铝膜 (ALO3) 酸或浓硫酸。 铝槽车 (2) 铁的发蓝/发黑处理 金属 致密的氧化膜 铁在NaOH和NaNO,的混合 (Fe0) 液中发蓝、发黑，使铁表面 形成一层致密的氧化膜，可 NaOH和NaNO,混合液 防止铁被腐蚀。 (高温) 发蓝/发黑处理 (3 “暖宝宝”的原理 (吸氧腐蚀) 02(空气中氧气) 铁粉(Fe) 生活中常用的“暖宝宝” 活性炭 吸氧腐蚀 是利用吸氧腐蚀原理 (C) 放热 制造的。 氯化钠 (NaCl)等 2Fe+02+2H,0→2Fe(OH)2 水(H20)1 (进-步氧化脱水为Fe,0gnH2O)