皇家科学院的新闻公报说： “今年的化学奖授予在表面 化学方面的开创性研究。这 一学科对于化学工业而言非 常重要，而且能够帮助我们 理解铁为什么会生锈、燃料 电池如何工作、汽车里的催 化剂如何工作。”
第四节 金属的腐蚀和防护
Corrosion and Protection of Metal
一.金属的腐蚀
试管中的液面 导管中的液面
试管中的液面 导管中的液面
Conclusion ﹠Comparison（结论与比较）
类型 稀醋酸溶液 氯化钠溶液 归纳
ห้องสมุดไป่ตู้现象
导管中液面 导管中液面
下降
上升
结论
左侧装置中 左侧装置中 有气体产生 消耗了气体
Question: 分别是什么气体呢？
⒈析氢腐蚀 Hydrogen Releasing（酸性条件下）
⑴ 镀层被破坏，使金属铁与镀层金属同时外露 ⑵ 提供具有较大浓度的电解质溶液来形成原电池 ⑶ 提供能形成电化学腐蚀的外界因素 ⑷ 有合适的试剂来检测Fe2+
Discussion:根据原理以及实验条件来设计合适的实验方案
Steps（步骤）
⑴ 取出两块待检测的铁片，用滤纸或者脱脂棉把表面擦干净，用 小刀在表面把表面的镀层划开数道
金属腐蚀的危害
⒈ 使桥梁、建筑物的金属结构强度降低而造成坍塌 ⒉地下金属管道发生泄漏 ⒊轮船的船体损坏 ⒋金属及其设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低，直至报废
惊人的数字
发达国家每年有余金属腐蚀造成的直接损失约占全年国 民生产总值的2%－4%，远远超过水灾、风灾、地震等自 然灾害造成损失的总和。
“for his studies of chemical process on solid surface”
Question: 当金属形成电化学过程的时候，被腐蚀的金属分别充当什么电极？
正极被保护
原电池过程 电解池过程
负极被腐蚀 阴极被保护
阳极被腐蚀
⒈牺牲阳极（负极）的阴极（正极）保护法
Testification Ⅰ
通过验证溶液中是否存在Fe2+,从而可以得知该方法是否可以 有效保护金属铁。用什么方法检验Fe2+?
⒈Definition(定义): 金属与周围的气体或液体物质
发生氧化还原反应而引起损耗的现象
⒉Essence(本质): 金属失去电子被氧化 M －ne- = Mn+
化学腐蚀 定义: 金属与接触到的干燥气体（如
金 Chemical 属 corrosion
O2、Cl2、SO2等）或非电解质 液体（如石油）等直接发生化
Fe2O3 ·nH2O （铁锈）
联 系
通常两种腐蚀同时存在，后者（吸氧腐蚀）更普遍
金属的电化学腐蚀是更普遍的腐蚀，危害 也更为严重
⒈金属材料通常都含有杂质
原
形 成
因
⒉大多数情况下，金属材料不会处在干燥的环境中 原 电
池
⒊空气中含有CO2、H2S、SO2等易溶于水的气体
思考与交流
⒈相对于在内河行驶的轮船来说，在海洋中航行的船 舶更容易被腐蚀 因为海水中含有较多的NaCl等盐类，导电能力比内 河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容 易进行。
钢闸门
⒊其他防护方法 ⑴烤蓝工艺
这是一把目前全球 铁剑烤蓝最漂亮的 西汉“百炼钢剑”
该铁剑的表面发黑光泽度好， 不排除我国古代在西汉时期就 采取了如同现在常用的烤蓝方 法。就目前我们所知道的传统 的烤蓝方法，有碱性加温发黑 和出现较晚的常温发黑两种。 常温发黑工艺对于低碳钢的效 果不太好。所以，该铁剑的表 面发黑处理应该属于碱性加温 发黑处理，使金属表面形成一 层氧化膜，以防止金属表面被 腐蚀。所以该铁剑对表面发黑 烤蓝技术的发明时代，有着极 其宝贵的实物研究价值。
钢铁的析氢腐蚀示意图
⒉吸氧腐蚀 Oxygen Absorbing
钢铁的吸氧腐蚀示意图
Scientific Exploration Ⅱ（科学探究Ⅱ） 检验吸氧腐蚀的产物
2Fe-4e-=2Fe2+
O2+2H2O+4e-= 4OH-
检验Fe2+ : 先滴加KSCN，再滴加双氧水
检验OH滴加酚酞，溶液显红色
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条
水膜呈酸性
件
水膜呈碱性、中性或酸性很弱
电 负极Fe(- ) Fe-2e-=Fe2+
极 反
正极C(+)
2H++2e-=H2↑
应 总反应: Fe+2H+=Fe2++ H2 ↑
2Fe-4e-=2Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
⑵ 向划痕处滴1-2滴NaCl溶液，模拟吸氧腐蚀过程 ⑶ 大约1-2分钟后，分别再向划痕处滴铁氰化钾溶液
观察实验现象
Homework: 本节书后习题与质量检测
Acknowledgement 谢谢老师们，同学们
三、金属的电化学防护
Protection against electrochemical corrosion of metal
的
学反应而引起的腐蚀
腐
蚀
电化学腐蚀 定义:不纯的金属(或合金)跟电解质溶
Electrochemical 液接触时,会发生原电池反应,比较活泼
corrosion
的金属失去电子而被氧化.
二、金属电化学腐蚀的分类
分类依据：按照金属所处介质的酸碱性 Scientific Exploration Ⅰ(科学探究Ⅰ)
⒉现有一块镀锌铁板（俗称白铁）和一块镀锡铁 板（俗称马口铁），当镀层破损后，你能否判断 哪种铁板更易被腐蚀？选择必要的试剂来鉴别
实验原理
由于镀层金属与主体金属（铁）的活泼性不同，在发生电化 学腐蚀（形成原电池）时，镀层金属对铁的作用是不同的。可以 通 过检测是否产生了Fe2+来鉴别镀层金属。
实验条件
Steps（步骤）
⒈ 分别用醋酸溶液、NaCl溶液润洗两支具支试管
⒉用药匙取铁粉、碳粉缓慢地放入具支试管中 ⒊把具支试管固定在试管架上 ⒋向小试管中滴加少量品红溶液，把导管插入到小试管当中
使品红溶液液面没过导管口 ⒌立即用塞子塞住具支试管的试管口 ⒍仔细观察导管中的液面和小试管中液面的变化
大约4分钟左右可以观察到实验现象
⒉外加电流的阴极保护法
Comparison
特点 原理
方法
牺牲阳极的阴极保 外加电流的阴极保护
护法
法
原电池原理
电解池原理
外电源 损耗 应用
不需要外电源 （不消耗电能）
需要外电源 （消耗电能）
阳极物质被损耗， 需要定期更换 （消耗物质）
锅炉的内壁 船舶的外壳
由于阳极为辅助的不 溶性电极，无物质损 耗（不消耗物质）