金属的锈蚀和防护

第三单元金属的腐蚀与防护知能定位1.了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。

2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。

3.了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。

情景切入铁生锈的现象随处可见，为什么铁在潮湿的环境中容易生锈？采取什么措施可以防止铁生锈呢？自主研习一、金属的电化学腐蚀1.金属腐蚀(1)定义金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。

(2)实质金属失去电子被氧化。

(3)类型①化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。

腐蚀过程中无电流产生。

②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。

2.电化学腐蚀(1)吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐蚀。

负极：2Fe=4e-+2Fe2+；正极：2H20+02+4e-==40H-；总反应：2Fe+02+2H20==2Fe(OH)2。

最终生成铁锈(主要成分为Fe203-xH20),反应如下：4Fe(OH)2+02+2H20==4Fe(OH)3；2Fe(OH)3==Fe203•xH20+(3-x)H20o(2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有H2放出。

负极：Fe=Fe2++2e-；正极：2H++2e-=H2f;总反应：Fe+2H+==Fe2++H2f。

二、金属的电化学防护1.金属的防护(1)本质：阻止金属发生氧化反应。

(2)方法①改变金属内部结构，如制成合金等。

②加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。

③电化学防护2.电化学防护（1）牺牲阳极的阴极保护法将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起，更活泼的金属作阳极（负极）被腐蚀，作为阴极（正极）的金属被保护。

（2）外加电流的阴极保护法（原理如图）课堂师生互动考例1（2009-北京卷，6）下列叙述不正确的是（）A..铁表面镀锌，铁作阳极B.船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2+2H2O+4e--==4OH-D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl--2e-==Cl2f解析：本题主要考查电化学知识，只要掌握原电池和电解的原理就能作答，A项中锌作阳极，B项锌作负极，铁被保护，C、D都是正确的。

为什么金属会发生腐蚀，如何防止腐蚀？金属的腐蚀，是一种不可避免的自然现象。

金属表面的化学反应，使得金属不断地剥落和腐蚀。

然而，对于这种自然现象，我们可以采取一些措施来尽量延缓腐蚀的速度，从而延长金属的使用寿命。

一、金属腐蚀的原因金属腐蚀是由于金属表面与空气、水、酸、碱等物质发生化学反应所致。

这种化学反应主要是电化学反应。

金属表面被氧化成锈等物质，被逐渐剥落，从而导致金属损失，最终会导致金属物体失去其性能和功能。

二、金属腐蚀的危害金属腐蚀不仅会减短金属器具的使用寿命，还可能对周围环境和人们的生活带来危害。

比如，金属锈蚀物质可能会被溶解在水中，严重污染蓝色星球的环境，影响到鱼类等生物的生存。

同时，金属腐蚀也会影响到建筑结构和交通设施的性能，危害道路安全和员工生命健康。

三、防止金属腐蚀的措施1. 表面镀层：在金属表面涂上难溶于水、耐酸碱的涂层，可以减缓腐蚀的速度。

例如，在汽车制造业中，钢铁表面镀上一层铬或镍，可以防止氧气和水溶解成的氧化物对金属的侵蚀。

2. 金属防护油：覆盖在金属表面的液态或涂料，可以隔绝空气中的氧气和水分，起到防腐作用。

比如，这种措施可以被用来防止钢铁腐蚀、保护铁制品长期保存。

3. 防腐合金：在合金中添加耐腐蚀的成分，例如铲铜合金、不锈钢等，提高耐腐蚀性能。

4. 电化学防腐：在金属表面涂上一层金属膜，在电化学反应中起到电极的保护作用。

例如，通过电镀发镀的方式，将带电离子的金属颗粒沉积在另一个金属表面上。

综上所述，金属腐蚀是一种自然现象。

我们可以采取各种措施来减缓腐蚀的速度和延长金属使用寿命。

拥有更好的防腐技能，不仅能延长金属的使用寿命，而且能改善人们的生活和环境。

防止金属锈蚀的方法
防止金属锈蚀的方法有以下几种：
1.镀层保护：在金属表面镀上防锈层，如镀锌、镀铬等。

这些镀层可以阻断金属与外界氧气、水分的接触，有效防止金属锈蚀。

2.喷涂保护：使用防锈漆或喷涂其他防腐涂料，形成一层保护膜，可隔绝金属与环境的接触，达到防锈的效果。

3.电化学保护：通过施加电流，将金属表面形成一层保护性氧化层，如阳极保护、阴极保护等。

4.合理选用金属：选择具有优良耐腐蚀性能的金属材料，如不锈钢、铜等。

5.控制环境条件：尽量避免金属暴露在潮湿、高温、高湿度、酸碱性强的环境中，这些环境容易使金属发生锈蚀。

6.定期维护：对金属表面进行定期清洁、除去锈迹，涂抹防锈剂或保养剂，保持金属表面的光洁与防护。

综上所述，通过镀层保护、喷涂保护、电化学保护、合理选用金属、控制环境条件和定期维护等方法可以有效防止金属锈蚀。

金属防腐处理方法一、金属的防护及保护方法（一）金属的防护针对金属腐蚀的原因采取适当的方法防止金属腐蚀，常用的方法有：1.改变金属的内部组织结构例如制造各种耐腐蚀的合金，如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。

2.保护层法在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀。

如：（1）在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。

（2）用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。

这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。

（3）用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化膜。

如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化三铁薄膜等。

3.电化学保护法利用原电池原理进行金属的保护，设法消除引起电化腐蚀的原电池反应。

电化学保护法分为阳极保护和阴极保护两大类。

应用较多的是阴极保护法。

4.对腐蚀介质进行处理消除腐蚀介质，如经常揩净金属器材、在精密仪器中放置干燥剂和在腐蚀介质中加入少量能减慢腐蚀速度的缓蚀剂等。

（二）电化学保护将被保护的金属作为腐蚀电池的阴极，使其不受到腐蚀，所以也叫阴极保护法。

这种方法主要有以下两种：1.牺牲阳极保护法此法是将活泼金属（如锌或锌的合金）连接在被保护的金属上，当发生电化腐蚀时，这种活泼金属作为负极发生氧化反应，因而减小或防止被保护金属的腐蚀。

这种方法常用于保护水中的钢桩和海轮外壳等例如水中钢铁闸门的保护，通常在轮船的外壳水线以下处或在靠近螺旋浆的舵上焊上若干块锌块，来防止船壳等的腐蚀。

2.外加电流的保护法将被保护的金属和电源的负极连接，另选一块能导电的惰性材料接电源正极。

通电后，使金属表面产生负电荷（电子）的聚积，因而抑制了金属失电子而达到保护目的。

此法主要用于防止在土壤、海水及河水中的金属设备受到腐蚀。

电化学保护的的另一种方法叫阳极保护法，即通过外加电压，使阳极在一定的电位范围内发生钝化的过程。

金属的腐蚀与电化学防护导语：当金属与周围的环境接触时，会发生腐蚀现象，破坏金属的性能与外观。

针对金属腐蚀问题，我们可以采取多种防护措施，其中电化学防护是一种有效的方式。

本文将探讨金属的腐蚀原理、腐蚀的分类以及电化学防护的原理和方法。

一、金属腐蚀原理金属腐蚀是指金属与外界环境（如氧气、水、酸、碱等）发生化学反应而导致的金属表面的损失。

常见的金属腐蚀有钢铁的锈蚀、铝的氧化以及铜的氧化等。

金属腐蚀的过程可以简单概括为两个步骤：阳极反应和阴极反应。

阳极反应是金属离子的氧化过程，金属原子失去电子转变为阳离子；阴极反应则是物质还原的过程，物质从离子态回到中性态，同时获得电子。

二、金属腐蚀的分类根据金属腐蚀的性质和发生环境的不同，我们可以将金属腐蚀分为以下几类：1. 干腐蚀：即在无水环境下发生的金属腐蚀。

典型的例子是金属在干燥空气中发生氧化反应，形成氧化物。

2. 湿腐蚀：是在存在水分的环境中发生的金属腐蚀，水起到了催化剂的作用。

常见的湿腐蚀有金属在水中发生氧化反应以及在潮湿气候中发生氧化等。

3. 电化学腐蚀：是指金属腐蚀过程中涉及电化学反应的腐蚀类型，包括阳极溶解、阳极极化和阴极保护等。

三、电化学防护的原理和方法电化学防护的基本原理是通过改变金属与周围环境之间的电化学反应来减缓或抑制金属腐蚀的发生。

以下是一些常见的电化学防护方法：1. 阳极保护：通过在金属表面形成保护性的氧化膜，阻止金属表面的进一步腐蚀。

常见的例子包括金属的阳极氧化和镀层等。

2. 阴极保护：将金属表面连接到一个电源的负极，使金属处于阴极状态，从而减缓或抑制金属的腐蚀。

这常用于金属的阴极保护涂层、阴极保护电流等。

3. 缓蚀剂：缓蚀剂是一种可以在金属表面形成保护性膜的物质，能够减缓腐蚀的发生。

常见的缓蚀剂包括有机酸、缓蚀油等。

四、电化学防护的应用电化学防护广泛应用于金属材料的防腐领域，有效地减缓或抑制金属腐蚀的发生。

以下是电化学防护在实际应用中的一些例子：1. 阳极保护：在海洋工程中经常使用阳极保护技术来防止金属构件的腐蚀。

铁的生锈与防护铁的生锈与防护一、问题的提出：铁生锈，大家司空见惯。

但同样是铁制品，有的极容易生锈，有的却很难生锈。

比如放在潮湿的地方的铁制品很容易生锈，但放在干燥的地方的铁制品却不是很容易生锈；裸露在空气中的铁制品很容易生锈，但涂了油漆的或镀上了一些不易生锈的金属后的铁制品却不太容易生锈。

为什么会出现这种现象？铁生锈到底与哪些因素有关？二、问题假设：铁生锈与空气和水有关在潮湿的地方的铁器比干燥的地方的铁器更容易生锈是因为在潮湿的地方的铁器比干燥的地方的铁器更容易与水接触；而涂了油漆的铁制品不容易生锈则是因为油漆起到了隔绝空气中和水的作用。

而如果要减少铁的生锈，则可以从实验的结论出发，任意切断生锈条件中的一个便可。

如把铁上面涂上油漆，便切断了铁和空气的接触。

而把一些铁制品如菜刀等用完后擦干并放在干燥的地方，则可以切断铁和水的接触，从而防止铁制品生锈。

三、进行实验，查找资料：根据我们的假设，我们设计了如下实验：将一只较软的小塑料瓶中通入氧气，并且注入适量的蒸馏水，将一只被打磨光滑的铁钉的一部分浸在水中，一部分露出水面，将杯口盖住，待到铁生锈时若瓶变瘪则与氧气有关，若水面与氧气交界处锈蚀最快则是水与氧气共同作用的结果。

四、得出结论：因为铁的价电子速率可塑性较大，化学性质较活泼，所以铁较易与氧起反应。

自然界的铁一般都呈氧化状态，炼铁实际上是把氧化铁还原成铁。

铁能与纯氧剧烈反应，铁还能与潮湿空气中的氧缓慢地进行氧化反应--铁生锈。

铁在干燥的空气中不易生锈，浸在与大气隔绝的水中也不易生锈，而在潮湿的环境中很易生锈。

为什么？在潮湿的空气中，空气中的氧价和运转的速率较高，时常与水汽中的氧互换位置，刚从水汽中置换出来的氧速率不稳，瞬时还有单原子氧出现，有较强的氧化性能，其时，正好与铁的价和速率一致，所以很容易与铁化合，形成三氧化二铁。

三氧化二铁质地疏松吸潮，形成了铁生锈的恶性循环。

还有空气中的二氧化碳有少量能溶入水中，形成局部碳酸，与铁反应，这也是铁生锈的原因之一。

金属锈蚀的条件是什么？潮湿的空气即存在水，氧气和二氧化碳铜得到碱式碳酸铜，铁得到的是铁锈，铁中的C的存在是加速锈蚀的关键，原电池反应怎样防护金属铁在空气中，特别是潮湿的空气中容易氧化生锈，防护方法主要有：1、发蓝，即通过化学方法处理铁制品表面，使之生成一层薄薄的致密氧化层，利用该氧化层保护内部不受腐蚀；2、镀锌，即马口铁，通过在表面镀一层锌来防止锈蚀；3、用保护膜临时防护，在钢铁表面（主要是板材、卷材）粘附一层薄薄的塑料保护膜，阻隔氧气和水，使用时去除；4、物理隔绝：比较常见的方法是油漆，此外也有制成复塑钢板的做法（很多家电外壳的处理方法）5、牺牲阳极保护法，用锌等反应活性比铁更高的金属与铁制品连接在一起，利用原电池反应使钢铁免于被腐蚀6、阴极保护法：用耐腐蚀的材料制成阳极，加低压电使钢铁部件形成阴极，从而避免被腐蚀。

金属冶炼发展的历程对社会进步的作用？人因为会制造和使用工具而从一般动物中分离出来，而成为唯一的智能群体。

在人类文明发展史上，经历了一个由石器时代到金属时代的过渡。

金属时代（包括青铜时代和铁器时代）的到来为人类文明带来了新的曙光，人们发现了七种至今仍然广泛应用着的七种金属，它们是金银铜铁锡铅汞。

下面讲讲这七种金属的发现过程及对人类发展的影响。

冶金工业对环境的影响？工业废渣会破坏环境卫生，污染水和空气等。

同时“废渣”是一种自然资源，要想方设法利用，以开辟新的原料来源，减少对环境的污染。

凡已有综合利用经验的“废渣”，如：高炉矿渣、钢渣、纷煤灰、硫铁灰、电石渣、赤泥、白泥、洗煤泥、硅锰渣、铬渣等，必须纳入工艺设计、基本建设与产品生产计划，实行“一业为主，多种经营”，不得任意丢弃。

“废渣”堆放场所，要尽量少占农田，不占良田。

要有防止扬散、流失等措施，以防止对大气、水源和土壤的污染。

工业“三废”排放对环境的影响常是地区工业布局和厂址选择需考虑的重要因素。

如工业企业一般避免布置在城镇居民区的上风向和水源上游；一些污染较大的工业如冶金、化工、造纸要远离城市中心；大工业企业与生活区间要有适当的隔离带以减少环境污染的影响等。

一、金属的防护及保护方法【金属的防护】针对金属腐蚀的原因采取适当的方法防止金属腐蚀，常用的方法有：改变金属的内部组织结构] 例如制造各种耐腐蚀的合金，如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。

[保护层法] 在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀。

如：1.在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。

2.用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。

这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。

3.用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化膜。

如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化三铁薄膜等。

[电化学保护法] 利用原电池原理进行金属的保护，设法消除引起电化腐蚀的原电池反应。

电化学保护法分为阳极保护和阴极保护两大类。

应用较多的是阴极保护法。

[对腐蚀介质进行处理] 消除腐蚀介质，如经常揩净金属器材、在精密仪器中放置干燥剂和在腐蚀介质中加入少量能减慢腐蚀速度的缓蚀剂等。

【电化学保护】将被保护的金属作为腐蚀电池的阴极，使其不受到腐蚀，所以也叫阴极保护法。

这种方法主要有以下两种：[牺牲阳极保护法] 此法是将活泼金属（如锌或锌的合金）连接在被保护的金属上，当发生电化腐蚀时，这种活泼金属作为负极发生氧化反应，因而减小或防止被保护金属的腐蚀。

这种方法常用于保护水中的钢桩和海轮外壳等例如水中钢铁闸门的保护，通常在轮船的外壳水线以下处或在靠近螺旋浆的舵上焊上若干块锌块，来防止船壳等的腐蚀。

[外加电流的保护法] 将被保护的金属和电源的负极连接，另选一块能导电的惰性材料接电源正极。

通电后，使金属表面产生负电荷（电子）的聚积，因而抑制了金属失电子而达到保护目的。

此法主要用于防止在土壤、海水及河水中的金属设备受到腐蚀。

电化学保护的的另一种方法叫阳极保护法，即通过外加电压，使阳极在一定的电位范围内发生钝化的过程。

初中化学：金属锈蚀的条件及其防护金属锈蚀的条件是金属要与水、空气中氧气或二氧化碳等接触．初中阶段主要是指金属铁的锈蚀条件，即铁与氧气、水同时接触就会生锈．防止铁制品生锈（即铁锈蚀的防护）的常用措施主要有如下：1．用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持其表面的洁净、干燥．2．在铁制品表面涂上一层保护膜．例如，机械零件等表面涂油，家用电器、自行车车架、钢窗等表面刷漆，等等．3．在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（使其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜）．例如，锯条、链条等．4．在铁制品表面镀上一层其他金属．例如，自行车车把、钢圈以及门把手和水龙头等表面上，经常镀锌、锡或铬等．5．改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢等合金．【命题方向】该考点的命题方向主要是通过创设相关实验、问题情景或图表信息等，来考查学生对金属锈蚀的条件及其防护措施的理解或掌握情况，以及对空气的成分、金属的化学性质、氧气的化学性质、水的化学性质、食品包装内的保鲜剂（又称双吸剂，即吸收食品袋内残留氧气和水，以防食品腐烂变质）、化学方程式的书写和意义、合金及其性质等相关问题的分析、推断、表达的能力和对知识的迁移能力等；并且，经常将其与这些相关知识等关联起来，进行综合考查．命题方式就是结合着这些相关知识等来设计相应的综合性题目，让学生通过分析、推断和探究，来选择或解答有关金属锈蚀的条件及其防护措施的实际问题，或者是反过来设计考查，或者是对所给的有关的表达来进行科学的判断，等等．题型有选择题、填空题、实验探究题．中考重点是考查学生阅读、分析和提炼所给的实验、问题情景或图表信息的能力，对金属锈蚀的条件及其防护措施等相关知识的理解或掌握情况，以及运用它们来探究和分析解决实际问题的能力等．特别是，铁生锈的条件及其防护措施，以及将其迁移到铜的锈蚀条件（即铜与空气中的水、氧气和二氧化碳同时接触）是历年来中考命题的热点，当然也是中考考查这块知识的重中之重．【解题方法点拨】解答这类题目时，首先，要熟记和理解金属锈蚀的条件及其防护措施等相关知识；然后，根据所给的实验、问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，特别是有关铁生锈的条件及其防护措施等，细致地阅读、分析题意，联系着生活实际，细心地进行探究、推理，最后，按照题目的要求，认真地进行选择或解答即可．另外，对于铜生锈的探究，除了联系比较熟悉的铁的生锈条件之外，还可以根据铜锈（又名铜绿或孔雀石等）的化学式C u2(O H)2C O3，结合着质量守恒定律来分析、探究，就不难反推出铜生锈的条件了．。

金属制品的防锈原理及方法
(1)防锈原理根据铁的锈蚀条件不难推断出防止铁生锈的方法是使铁制品隔绝空气或隔绝水。

(2)防锈方法：
①保持铁制品表面洁净和干燥，如菜刀不用时擦干放置。

②在钢铁表面覆盖保护膜、如车、船表而涂油漆。

③在钢铁表而镀一层其他金属，如水龙头表面镀铬、镀锌。

④用化学方法使钢铁表面形成致密的保护膜，如烤蓝。

⑤改善金属的结构，如将钢铁制成不锈钢
(3)除锈方法
物理方法：用砂纸打磨，用刀刮。

化学方法：用酸清洗(酸不能过量)，发生的反应为：
Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O或Fe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2O。

金属的锈蚀与防护易错点：
①探究铁生锈的条件时采用经煮沸后迅速冷却的蒸馏水，目的是赶走水中溶解的氧气；再加上植物油用来隔绝空气。

②环境中的某些物质会加快铁的锈蚀，如与酸、食盐溶液等接触的铁制品比钢铁生锈更快。

③铁生锈的过程。

实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程(缓慢氧化)。

反应过程相当复杂，最终生成物铁锈是一种混合物。

铁锈(主要成分是Fe2O3·H2O)为红色，疏松多孔，不能阻碍内层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。

防锈的方法有哪些防锈是指在金属制品表面形成一层保护膜，以防止金属制品被氧化而产生锈蚀。

在日常生活和工作中，我们经常会接触到各种金属制品，如铁制品、铝制品等，因此了解一些防锈的方法是非常有必要的。

下面就让我们来了解一下防锈的方法有哪些。

1. 涂层防护。

涂层防护是一种常见的防锈方法，通过在金属制品表面涂上一层防锈漆或者防锈涂料，形成一层保护膜，防止空气、水分等物质对金属制品的侵蚀，从而达到防锈的目的。

这种方法简单易行，成本低廉，是一种比较常用的防锈方法。

2. 防锈油膜。

防锈油膜是一种通过在金属表面形成一层油膜，以隔绝空气和水分的侵蚀，从而起到防锈的作用。

这种方法适用范围广泛，可以用于各种金属制品的防锈，操作简便，效果显著。

3. 电镀防护。

电镀防护是一种通过在金属制品表面进行电镀处理，形成一层保护膜，以提高金属制品的抗氧化性能，达到防锈的目的。

这种方法适用于对金属制品进行表面处理，提高其防锈能力，是一种比较有效的防锈方法。

4. 热浸镀锌。

热浸镀锌是一种将金属制品浸入熔化的锌液中，使其表面形成一层锌层，以提高金属制品的抗氧化性能，达到防锈的目的。

这种方法适用于对铁制品进行防锈处理，具有较好的防锈效果。

5. 防锈合金。

防锈合金是一种将金属制品与其他金属或非金属材料进行合金化处理，以提高金属制品的抗氧化性能，达到防锈的目的。

这种方法适用范围广泛，可以根据金属制品的具体材质和使用环境进行合金化处理，是一种比较有效的防锈方法。

6. 环境控制。

环境控制是一种通过控制金属制品使用环境的温度、湿度等因素，减少金属制品与空气、水分等物质的接触，以达到防锈的目的。

这种方法适用范围广泛，可以根据具体情况进行环境控制，是一种比较有效的防锈方法。

以上就是关于防锈的方法的介绍，希望对大家有所帮助。

在日常生活和工作中，我们可以根据具体情况选择合适的防锈方法，以保护金属制品，延长其使用寿命。

希望大家都能够重视防锈工作，做好金属制品的防护工作，保持金属制品的良好状态。