第二节　金属的腐蚀和防护教学内容概述

金属的腐蚀和防护

1.金属腐蚀的本质

金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。

2.金属腐蚀的类型

(1)化学腐蚀与电化学腐蚀

类型

条件

现象

本质

联系

(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀

以钢铁的腐蚀为例进行分析：

类型

条件

电极反应

负极

正极

2H＋2e===H2↑

Fe＋2H===Fe2＋H2↑

＋＋＋－化学腐蚀

金属跟非金属单质直接接触

无电流产生

金属被氧化

电化学腐蚀

不纯金属或合金跟电解质溶液接触

有微弱电流产生

较活泼金属被氧化

两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍

析氢腐蚀

水膜酸性较强(pH≤4.3) －吸氧腐蚀

水膜酸性很弱或呈中性

＋Fe－2e===Fe2

O2＋2H2O＋4e===4OH

2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2

－－总反应式

联系

3.金属的防护

(1)电化学防护

吸氧腐蚀更普遍

①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理

a.负极：比被保护金属活泼的金属；

b.正极：被保护的金属设备。

②外加电流的阴极保护法—电解原理

a.阴极：被保护的金属设备；

b.阳极：惰性金属。

(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。

(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。

深度思考

1.判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

(1)所有金属纯度越大，越不易被腐蚀

(

) (

) (2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样

(3)干燥环境下金属不被腐蚀

＋

(

) (

) (

) (4)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物

(5)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3(6)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用

(

) (7)外加电流的阴极保护法，构成了电解池；牺牲阳极的阴极保护法构成了原电池。二者均能有效地保护金属不容易被腐蚀

(

) 答案

(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×

(6)×

(7)√

2.写出钢铁、铜制品在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀生成铁锈、铜绿的原理。

答案

(1)铁锈的形成

负极：2Fe－4e－===2Fe2＋

正极：O－－2＋4e＋2H2O===4OH

2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O (2)铜锈的形成

负极：2Cu－4e－===2Cu2＋

正极：O－－2＋2H2O＋4e===4OH

2Cu＋2H2O＋O2===2Cu(OH)2

2Cu(OH)2＋CO2===Cu2(OH)2CO3(铜绿)＋H2O

题组一

腐蚀快慢与防护方法的比较

1.如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为

A.②①③④⑤⑥

B.⑤④③①②⑥

C.⑤④②①③⑥

D.⑤③②④①⑥

(

)

答案

C 2.下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是

(

)

A.图1中，铁钉易被腐蚀

B.图2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀出现

C.图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀

D.图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极

答案

C

(1)判断金属腐蚀快慢的规律

①对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。

②对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。

③活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀越快。

④对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。

(2)两种保护方法的比较

外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。

题组二

正确判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀

3.利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是

(

)

A.a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀

B.一段时间后，a管液面高于b管液面

C.a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小

D.a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e===Fe2

－＋答案

C 4.如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4久置的雨水和生

铁片。实验时观察到：开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回

升，略高于小试管内液面。下列说法正确的是

(

) A.生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应

B.雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀

C.墨水回升时，碳电极反应式为O－－2＋2H2O＋4e===4OH

D.具支试管中溶液pH逐渐减小

答案

C 论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管内溶液pH均增大，D错。

正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀

的关键。潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、

稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。