第四节 金属的电化学腐蚀与防护
【学习目标】
1.认识金属腐蚀的危害，并能解释金属发生电化学腐蚀的原因，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。
2.熟知金属腐蚀的防护方法。
【探究一】 金属的腐蚀
1．金属腐蚀
(1)概念：金属与周围接触到的 发生 反应而引起损耗的现象。
表
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示为： 。
(2)根据与金属接触的气体或液体物质不同，金属腐蚀可分为两类：
①化学腐蚀：金属与接触到的 气体(如O2、Cl2、SO2等)或 液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而 。
②电化学腐蚀： 的金属跟 溶液接触时，会发生 反应，比较活泼的金属 电子而被氧化。
2．钢铁的电化学腐蚀
根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同，钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，如下图所示：
(1)钢铁的析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液 较强时，腐蚀过程中有H2放出。 是负极， 是正极。发生的电极反应式及总反应式为
负极： ； 正极： ；
总反应： 。
条件：水膜呈较强酸性（溶有：CO2、SO2、H2S）。
(2)钢铁的吸氧腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液呈 或呈 并溶有一定量的O2时，将会发生吸氧腐蚀。发生的电极反应式及总反应式为
负极： ；正极： ；
总反应： 。
后续反应： 。
最终生成Fe2O3·xH2O，是 的主要成分。
条件：水膜呈中性或弱酸性或碱性。
【探究中的点拨】
（1）钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较：通常两种腐蚀同时存在，但 更普遍。
（2）影响金属腐蚀的因素：影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就金属本性来说，金属越活泼，越容易失去电子而被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。
（3）金属的化学腐蚀与电化腐蚀的比较： 比 要普遍得多，腐蚀速度也快很多
【活学活用】
1．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是( )
A．金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程
B．电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程
C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈
D．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生
2.按如图所示装置，进行铁钉被腐蚀的实验，一周后观察(设水不蒸发)。
(1)若试管中液面上升，发生的是__________腐蚀，则正极反应式为____________________，
负极反应式为_________________________。
要顺利完成此实验，所用的电解质溶液可以是________。
(2)若试管中液面下降，发生的是__________腐蚀，正极反应式为_________________，
负极反应式为_____________________________。
要顺利完成此实验，所用的电解质溶液可以是___________________________________。
【探究二】 金属的防护方法
1．金属的防护就是防止金属的腐蚀，要解决的主要问题是使金属不被氧化。从金属腐蚀的反应实质、影响因素等方面
分析
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，确定金属防护的方法：
(1)改变金属的 ，使金属性质改变，增强其本身的抗腐蚀能力，成为耐腐蚀金属。
(2)使金属与化学物质 ，在金属表面覆盖油漆、镀层金属、氧化膜等保护层。
2．常见的金属防护方法
(1)物理保护法
①在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质。
②用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。
③工业上常利用一些溶液的氧化作用，在机器零件、精密仪器、枪炮等钢铁制件的表面上形成一层致密的黑色的四氧化三铁薄膜。
④把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大地增加了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。
(2)电化学保护法
A.牺牲阳极的阴极保护法。（ 原理）
形成原电池反应时，让被保护金属做 （阴极），活泼金属做 （阳极）。
如图甲：其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用 。A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨
B.外加电流的阴极保护法。（ 原理）
将被保护金属作为电解池的 ，惰性电极作为 ，在外加直流电的作用下使 得到保护。
图乙所示
方案
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也可以减慢铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的 极。
【探究中的点拨】
1、在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：
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、防腐措施由好到坏的顺序如下：
外接电源的阴极保护法（电解原理）＞牺牲阳极的阴极保护法（原电池原理）＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件。
【活学活用】
3．下列关于金属的防护方法的说法不正确的是( )
A．我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B．给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相连接
C．轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法
D．钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青
4．美籍华裔化学家钱永健是诺贝尔化学奖获得者。少年时代，他就对化学产生了浓厚的兴趣。16岁时，他凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目，荣获具有“少年诺贝尔奖”之称的著名奖项。下列说法正确的是( )
A．金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程 B．合金都比纯金属易被腐蚀
C．将金属与外加直流电源的负极相连，而将正极接到废铁上，可以防止金属被腐蚀
D．镀锌铁比镀锡铁更容易被腐蚀
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