金属的腐蚀与防护技术（金属的腐蚀与防护）

学习目标

1.通过实验科学探究金属腐蚀的本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型，能正确书写析氢 腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。

2.认识金属腐蚀产生的危害和影响，树立防止金属腐蚀的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方 法。

知识点 1 金属的腐蚀

1．金属的腐蚀

(1)概念：金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。其实质是 金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。

(2)根据与金属接触的气体或液体不同，金属腐蚀可分为两类：

①化学腐蚀：金属与其表面接触的一些物质(如 O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。腐 蚀的速率随温度升高而加快。

②电化学腐蚀：当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，比较活泼的金属发生 氧化反应而被腐蚀。

特别提醒 金属腐蚀过程中，电化学腐蚀和化学腐蚀同时发生，但绝大多数属于电化学腐蚀， 且比化学腐蚀的速率大得多。

2．钢铁的电化学腐蚀

3.实验探究：电化学腐蚀

例 1．下列关于金属腐蚀的说法正确的是( )

A．金属在潮湿空气中腐蚀的实质是： M＋nH2O===M(OH)n＋ n 2 H2↑

B．金属的化学腐蚀的实质是：M－ne－===Mn＋，电子直接转移给氧化剂

C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行

D．在潮湿的环境中，金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀

例 2．下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是__________。

归纳总结 金属腐蚀快慢的判断方法

(1)在同一电解质溶液中，金属腐蚀由快到慢的顺序为：电解池的阳极＞原电池的负极＞化 学腐蚀＞原电池的正极>电解池的阴极。

(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解 质溶液。

(3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。

(4)金属活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快。

知识点 2 金属的防护

金属的防护主要从金属、与金属接触的物质及两者反应的条件等方面来考虑。

1．改变金属材料的组成 在金属中添加其他金属或非金属制成性能优异的合金。如普通钢加入镍、铬制成不锈钢，钛 合金不仅具有优异的抗腐蚀性能且具有良好的生物相容性。

2．在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如， 在钢铁制品表面喷油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷等；电镀锌、锡、铬、镍等，利用化学方 法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。

3．电化学保护法 金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金 属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，就不易被腐蚀。

(1)牺牲阳极法

原理：原电池原理 要求：被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极。

应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块

实验探究一 如图装置反应一段时间后，往 Fe 电极区滴入 2 滴黄色 K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，观察实 验现象。

已知 Fe 2＋与[Fe(CN)6] 3－反应生成带有特征蓝色的 KFe[Fe(CN)6]沉淀。

实验探究二： 培养皿中放入含有 NaCl 的琼脂，并注入 5～6 滴酚酞和 K3[Fe(CN)6]溶液，取两个 2～3 cm 的铁钉，用砂纸擦光，将裹有锌皮的铁钉放入 a，缠有铜丝的铁钉放如b

(2)外加电流法

原理：电解池原理 要求：被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连

应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极。

例 1．下列有关金属铁的腐蚀与防护，说法正确的是( )

A．在钢铁表面进行发蓝处理，生成四氧化三铁薄膜保护金属

B．当镀锡铁和镀锌铁镀层破损时，后者更易被腐蚀

C．铁与电源正极连接可实现电化学保护

D．阳极氧化处理铝制品生成致密的保护膜属于电化学保护法

例 2．下列对如图所示的实验装置的判断中错误的是( )

A．若 X 为碳棒，开关 K 置于 A 处可减缓铁的腐蚀

B．若 X 为锌棒，开关 K 置于 A 或 B 处均可减缓铁的腐蚀

C．若 X 为锌棒，开关 K 置于 B 处时，为牺牲阳极法

D．若 X 为碳棒，开关 K 置于 B 处时，铁电极上发生的反应为 2H ＋＋2e－===H2↑

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