課程內容

《金屬的電化學腐蝕與防護》
我國每年因金屬腐蝕造成的損失占國民生產總值（GNP）的2%-4%，鋼鐵因腐蝕而報廢的數量約占鋼鐵當年產量的25%-30%。全世界每年因為金屬腐蝕造成的直接經濟損失約達7000億美元，是地震、水災、臺風等自然災害造成損失總和的6倍。
思考與歸納：
金屬被腐蝕后有什么危害？
（1）外形、色澤、機械性能發(fā)生變化；
（2）影響機器、儀表設備精度和靈敏度，以至報廢；
（3）橋梁、建筑物強度降低而坍塌；
（4）地下金屬管道泄漏；
（5）輪船船體損壞；
（6）金屬腐蝕還可能造成環(huán)境污染。
一、金屬的電化學腐蝕
1、金屬腐蝕：
金屬與周圍的氣體或液體物質發(fā)生氧化還原反應而引起損耗的現象。
  實質：發(fā)生氧化還原反應  M-ne^-=Mⁿ⁺
2、金屬腐蝕的類型
（1）化學腐蝕
金屬與接觸到的干燥氣體（如O₂、Cl₂、SO₂）或非電解質液體（石油）等直接發(fā)生化學反應引起的腐蝕叫做化學腐蝕。
（2）電化學腐蝕
不純的金屬與電解質溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應，比較活潑的金屬失電子而被氧化的腐蝕。
化學腐蝕和電化學腐蝕的比較

3、金屬腐蝕速率的快慢
規(guī)律：
·電解原理引起的腐蝕大于原電池原理引起的腐蝕大于化學腐蝕大于有保護措施的腐蝕
·活潑性不同的兩種金屬，活潑性相差越大，金屬越活潑，腐蝕越快
·同種金屬的腐蝕在強電解質溶液中大于弱電解質溶液大于非電解質溶液
·對同一電解質溶液來說，電解質溶液濃度越大，金屬的腐蝕越快
想一想：鋼鐵在干燥的空氣里長時間不易被腐蝕，但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕，這是什么原因呢？
    在潮濕的空氣里，鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水能電離出少量的H⁺和OH^-，同時由于空氣中CO₂的溶解，使水里的H⁺增多：
   H₂O+CO₂H₂CO₃H⁺+HCO₃^-
這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質溶液的薄膜，它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構成無數微小的原電池。
鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較

	析氫腐蝕	吸氧腐蝕
條件	水膜呈酸性	水膜酸性很弱或呈中性
負極Fe(-)	Fe-2e-=Fe2+	2Fe-4e-=O22+
正極C(+)	2H++2e-=H2↑	O2+2H2O+4e-=4OH-
總反應	Fe+2H+=Fe2++H2↑	2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 進一步反應 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O
聯系	通常兩種腐蝕同時存在，但以吸氧腐蝕為主

練習
如圖，水槽中試管內有一枚鐵釘，放置數天觀察：
（1）若液面上升，則溶液呈_______性，發(fā)生_______腐蝕，電極反應式為：負極：______________，正極：______________。
（2）若液面下降，則溶液呈_______性，發(fā)生_______腐蝕，電極反應式為：負極：______________，正極：______________。
三、金屬的防護方法
交流·研討：自行車在月球會不會生銹？深圳和敦煌哪個地區(qū)的鋼鐵容易生銹些？談談自行車的防護措施，哪些方法可以防止金屬的腐蝕？（從內因、外因兩個方面的因素來考慮）
4、金屬的防護
（1）腐蝕因素：金屬本性、介質
（2）方法
a、涂層：表面涂礦物性油脂、油漆、覆蓋搪瓷
b、電鍍、噴鍍：白鐵皮（Zn）、馬口鐵（Sn）
c、表面鈍化：槍炮表面致密的Fe₃O₄保護膜
d、合金：不銹鋼——鐵鉻合金
e、電化學保護法——外加電流的陰極保護法
原理：形成原電池反應時，讓被保護金屬做正極，不反應，起到保護作用；而活潑金屬反應受到腐蝕。
練習
下列事實不能用電化學理論解釋的是（   ）
A、輪船吃水線以下的船殼上裝一定數量的鋅塊
B、鋁片不用特殊方法保護
C、純鋅與稀硫酸反應時，滴入少量的CuSO₄溶液后速率加快
D、鍍鋅鐵（在鐵上鍍一層鋅）比鍍錫耐用