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
Fe2O3 ·nH2O （铁锈）
联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
分析：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。
金属的电化学腐蚀与防护
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a装置中： 进一步反应：
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O
金属的电化学腐蚀与防护
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b装置中:
负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： 2H++ 2e- =H2 ↑ 电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 ↑
第四章 电化学基础
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
1
创设情景
金属的电化学腐蚀与防护
2
看后：你有何感想？
金属腐蚀
• 我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生 产钢材37117.02万吨） ，每年被腐蚀的铁占到我国钢 铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到 国内生产总值的2%~4%；约合人民币：3000亿元 （ 2005年我国国内生产总值将达15万亿元） 。
无电流产生
电化腐蚀 不纯金属或合金 跟电解质溶液接触
有微弱电流产生
本质 金属被氧化
较活泼金属被氧化
联系 两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍
金属的电化学腐蚀与防护
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钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条 件
水膜呈酸性。
水膜呈中性或酸性很弱或碱性。
电 负极Fe(- ) Fe-2e-=Fe2+
极 反
是由于南极的温度常年在0℃以下，说明在较高温度下， 腐蚀更易进行。
金属的电化学腐蚀与防护
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交流与讨论
3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。 是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原 电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。
4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品 容易生锈。 说明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。
• 腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。
• 国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因 某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌 陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化 工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道 和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体 如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和 附近居民的生命安全。
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课堂练习
1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）若液面上升，则溶液呈 中性或碱性 性，发生
吸氧 腐蚀,电极反应式为：负极：Fe–2e-＝Fe2+ , 正极： O2+2H2O+4e-＝4OH－
金属的电化学腐蚀与防护
4
• 面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事 实，大家有没有想过，铁怎么会被腐蚀？ 怎样防腐？
问题讨论
钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，它 们在什么条件下易生锈？ 试设计实验来 证明你的结论。
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活动探究
钢铁及其制品等生锈的条件
实验结论：
金属的电化学腐蚀与防护
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交流与讨论
铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素 的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。
1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。
因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，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。
2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有 铁锈出现。
。
6
问题讨论
钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若 在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长 期放置，常易生锈变红，原因是什么？
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活动与探究 P91
向铁粉中加入少量的炭粉，混合 均匀后，撒入内壁分别用氯化钠 和稀醋酸润湿过的两支试管分别 标记为a、b中，按图1-28装置好 仪器。几分钟后，打开止水夹， 观察、比较导管中水柱（在水中 滴加几滴红墨水）的变化和试管 中的现象。
• 根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济 损失大致为该国国民生产总值的4%左右。
• 另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、 风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由 于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。
金属的电化学腐蚀与防护
3
• 金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失， 更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属 本身要大到无法估量。
金属的电化学腐蚀与防护
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实验现象： 装置a中的导管中水柱上升，装置b中的导管 中水柱下降。
思考：导管中的水柱变化说明什么问题？
讨论，小结：
装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强 减小， a装置中有气体参加反应。
装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。
思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？
在a装置中铁、炭、氯化钠溶液及b装置中铁、炭、 醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率。
金属的电化学腐蚀与防护
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学生活动
请大家根据原电池原理，写出电极反应式及电池反应 方程式。
a装置中：负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
电池反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
1、金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发 生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
2、金属腐蚀的本质：
金属原子
失e氧化反应
金属阳离子
M – ne-→Mn+
化学腐蚀
3、金属腐蚀的类型
析氢腐蚀
电化腐蚀
（常见普遍） 吸氧腐蚀
金属的电化学腐蚀与防护
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化学腐蚀与电化腐蚀的比较:
条件 现象
化学腐蚀 金属跟非金属单质直 接接触
分析：当钢铁处于酸性气氛中时，易发生析氢腐蚀； 析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。
金属的电化学腐蚀与防护
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结合课本P90-P91相关内容
1、什么是金属腐蚀？有哪些类别？ 2、化学腐蚀和哪些因素有关？ 3、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？分别发生哪
些电极反应？
金属的电化学Leabharlann 蚀与防护13知识总结
一、金属腐蚀