纳米材料的腐蚀与防护

第一篇：纳米材料的腐蚀与防护

材料腐蚀与防护学习心得

经过一学期的学习，以及老师的精心讲解，我对过程装备腐蚀与防护这门课程有了更深的认识。现在就本人的学习心得与对课本的认识作如下讲述：

腐蚀现象几乎涉及国民经济的一切领域。例如，各种机器、设备、桥梁在大气中因腐蚀而生锈;舰船、沿海的港口设施遭受海水和海洋微生物的腐蚀;埋在地下的输油、输气管线和地下电缆因土壤和细菌的腐蚀而发生穿孔;钢材在轧制过程因高温下与空气中的氧作用而产生大量的氧化皮;人工器官材料在血液、体液中的腐蚀;与各种酸、碱、盐等强腐蚀性介质接触的化工机器与设备，腐蚀问题尤为突出，特别是处于高温、高压、高流速工况下的机械设备，往往会引起材料迅速的腐蚀损坏。

目前工业用的材料，无论是金属材料或非金属材料，几乎没有一种材料是绝对不腐蚀的。因此，研究材料的腐蚀规律，弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防止腐蚀的措施。对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产率无疑具有十分重要的意义。

比如说管道吧，管道腐蚀产生的原因： 1外界条件

① 输管道涉及的土壤性质比较复杂，准确评定其腐蚀性非常困难道周围介质的腐蚀性介质的腐蚀性强弱与土壤的性质及其微生物密切相关， 然而对于长。

② 周围介质的物理性状的影响：主要包括地下水的变化、土壤是否有水分交替变化等情况， 以及是否有芦苇类的根系影响等。

③ 包括环境温度和管道运行期间产生的温度。温度的升高， 腐蚀的速度会大大加快。温度的高低与管路敷设深度有直接的关系，同时更受地域差别的影响。 ④ 蚀速度，杂散电流可对管道产生电解腐蚀 。

⑤油气本身含有氧化性物质：如含水，及H S 、 C O 等酸性气体可造成类似原电池的电化学反应和破坏金属晶格的化学反应 ，可造成管道内壁的腐蚀。

2. 防腐措施的问题

防腐层失效是地下管道腐蚀的主要原因， 轻度失效可增大阴极保护电流弥补防腐作用;特殊的失效，如因防腐层剥离引起的阴极保护电流屏蔽及防腐层的破坏， 管道就会产生严重的腐蚀。腐蚀发生的原因是防腐层的完整性遭到破坏，主要产生于防腐层与管道剥离或是防腐层破裂、穿孔和变形。

①防腐层剥离， 即防腐层与管道表面脱离形成空问。如果剥离的防腐层没有破口，空间没有进水一般不产生腐蚀。若有破口， 腐蚀性介质进入就可能出现保护电流不能达到的区域，形成阴极保护屏蔽现象。在局部形成电位梯度，管道就会因此产生腐蚀。管道内壁有足够大的拉应力，拉应力与腐蚀同时作用，可产生危害更大的应力腐蚀破裂。

②防腐层破裂、穿孔、变形，可直接破坏防腐层，腐蚀介质从破口进人防腐层，还能进一步促成防腐层剥离，在一定条件下产生阴极屏蔽，破裂严重时可导致管道腐蚀。破裂的主要原因为土壤应力、外力和材料老化。穿孔多由施工时的创作不当或外力所造成。还有报道认为， 腐蚀层不完整造成局部腐蚀加剧，如某油田计量站管道防护层多处破损点，形成小阳极 ，造成局部腐蚀。

③有些工程未能对金属管道及时有效地实施阴极保护措施。阴极保护对延长金属管道使用寿命十分重要 ，尤其是当管道老化或局部破损后阴极保护的作用显得非常重要。

④) 管道补口、维修没有完全按防腐标准规范执行。管道补口要求将粘附在金属管道表面残留物清除干净，然后用电动钢丝刷等除锈达到2级标准，再刷防腐漆或缠防腐胶带，如果除锈2级标准达不到2级标准容易造成底漆与管道粘结不牢，发生剥离或阴极剥离，为管道腐蚀埋下隐患。

石油管道腐蚀的分类

(1) 和一般的腐蚀一样，按照最基本的可以分成3大类，一般化学腐蚀、电化学腐蚀、与物理腐蚀，其中石油管道以其所处的的复杂环境，是这3中腐蚀都占有，但是是以电化学腐蚀为主。

(2) 按石油管道破坏形式的分类：石油管道被破坏就只有内壁及外壁，更具体的是

① 点蚀：在点或孔穴类的小面积上的腐蚀叫点蚀。这是一种高度局部的腐蚀形态，孔有大有小，一般孔表面直径等于或小于它的深度，小而深的孔可能使金属板穿孔;孔蚀通常发生在表面有钝化膜或有保护膜的金属(如不锈钢﹑钛等)。

② 缝隙腐蚀：金属表面由于存在异物或结构上的原因而形成缝隙(如焊缝、铆缝﹑垫片或沉积物下面等)，缝隙的存在使得缝隙内的溶液中与腐蚀有关的物质迁移困难，由此而引起的缝隙内金属的腐蚀，称为缝隙腐蚀。由于石油管道都是里程很长不可能一根钢管做的那么长，所以都是通过焊接技术将其连接起来的，所以这中腐蚀在石油管道中最常见。 ③晶间腐蚀：沿着合金晶界区发展的腐蚀叫间晶腐蚀。腐蚀由表面沿晶界深入内部，外表看不出迹象，但用金相显微镜观察可看出晶界呈现网状腐蚀.这种腐蚀可使金属在表面上看不出有任何变化的情况下丧失强度，造成构件或设备的严重破坏.晶间腐蚀易发生在不锈钢﹑镍合金上。

④丝状腐蚀：涂有透明清漆或油漆膜的金属暴露在潮湿的大气中时，金属表面由于漆膜能渗透水分和空气而发生腐蚀.腐蚀产物呈丝状纤维网样，这种腐蚀称丝状腐蚀。其产生原因是潮湿大气的作用，其机理为氧的浓差电池作用。

⑤应力腐蚀开裂：也称SCC。金属和合金在腐蚀与拉应力的同时作用下产生的破裂，称为应力腐蚀开裂。这是一种最危险的腐蚀形态，但它只是在一定条件下才能发生：一是有一定的拉应力;二是有能引起该金属发生应力腐蚀的介质;三是金属本身对应力腐蚀敏感.如“奥氏体不锈钢—氯离子”,“碳钢-硝酸根离子”等。应力腐蚀的裂缝形态有：沿晶界发展的晶间破裂和穿越晶粒的穿晶破裂，也有二者的混合型。一般认为纯金属不会发生应力腐蚀的，含有杂质的金属或是合金才会发生应力腐蚀

⑥电偶腐蚀：当两种金属浸在腐蚀性溶液中，由于两种金属之间存在电位差，如相互接触，就构成腐蚀电偶。较活泼的金属成为阳极溶解，不活泼金属(耐腐蚀性较高的金属)则为阴极，腐蚀很小或完全不腐蚀。这种腐蚀称为电偶腐蚀，或接触腐蚀，亦称为双金属腐蚀

管道防腐对策

目前石油管道防护工程上主要由四类防腐腐蚀技术，分别是覆盖层技术电化学保护技术、缓蚀剂技术和合理选材优化结构。前两种技术直接与管道材料——环境界面，是应用最广泛的技术类别;缓蚀剂着眼与环境，最后一种技术着眼与材料本身，似乎是机械设计部分的事。但是搞设计的一定要多知道防腐需要考虑的角度，可以达到事半功倍的效果。

以上是本人对这门课的认识，感谢老师的讲解。

第二篇：钢筋混凝土结构的腐蚀与防护

摘要

大型土木工程结构中,钢筋混凝土的腐蚀对其结构的耐久性具有很大的影响,混凝土结构钢筋腐蚀是影响结构耐久性和安全性的重要因素之一。根据混凝土结构钢筋腐蚀机理,抑制钢筋腐蚀,应控制好混凝土保护层厚度、氯离子含量和混凝土裂缝宽度,并应采取有效措施提高混凝土的密实性、合理选择饰面材料等。因而正确分析钢筋腐蚀原因至关重要。

关键词:钢筋混凝土;腐蚀;抑制措施;

The Corrosion and Protection of Reinforced Concrete

Structures

Abstract:

Large civil engineering structure, the corrosion of reinforced concrete has a great influence on the durability of the structure, the steel corrosion of concrete structure is one of the important factors that affect the structure durability and safety. Based on the mechanism of concrete structure reinforcement corrosion and inhibition of steel corrosion, should control the thickness of concrete cover, chloride ion content and concrete crack width, and effective measures should be taken to improve the compactness of concrete, the reasonable choice facing material, etc. Steel corrosion reason and correct analysis is very important.Key Words: Reinforced concrete; Corrosion; Inhibition of measures

引言

钢筋混凝土结构是由钢筋及混凝土两种力学性能完全不同的材料所组成的复合材料，它具有材料来源容易、价格低廉、坚固耐用等特点[1],有效的利用了钢筋的抗拉性能和混凝土的抗压性能，已成为最常见的建筑结构。但是，钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀会影响钢筋的力学性能，降低了钢筋与混凝土之间的黏结

力，从而引起混凝土胀裂破坏，影响钢筋混凝土结构的可靠度、耐久性和适用性，在使用过程中常因腐蚀而提前失效,甚至导致事故发生,因而人们对钢筋混凝土结构的腐蚀与防护的研究越来越重视[2]。

1钢筋混凝土简介

钢筋混凝土[3](英文：Reinforced Concrete或Ferroconcrete)，是指通过在混凝土中加入钢筋与之共同工作来改善混凝土力学性质的一种组合材料，被广泛应用于建筑结构中。浇筑混凝土之前，先进行绑筋支模，也就是用铁丝将钢筋固定成想要的结构形状，然后用模板覆盖在钢筋骨架外面[4]。

1.1结构现状

目前在中国，钢筋混凝土为应用最多的一种结构形式，占总数的绝大多数，同时也是世界上使用钢筋混凝土结构最多的地区[5]。混凝土是水泥(通常硅酸盐水泥)与骨料的混合物。当加入一定量水分的时候，水泥水化形成微观不透明晶格结构从而包裹和结合骨料成为整体结构。钢筋抗拉强度非常高，一般在200MPa以上[6]，故通常人们在混凝土中加入钢筋等加劲材料与之共同工作，由钢筋承担其中的拉力，混凝土承担压应力部分。

1.2工作原理

钢筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性质决定的。首先钢筋与混凝土有着近似相同的线膨胀系数，不会由环境不同产生过大的应力。其次钢筋与混凝土之间有良好的粘结力，有时钢筋的表面也被加工成有间隔的肋条(称为变形钢筋)来提高混凝土与钢筋之间的机械咬合，当此仍不足以传递钢筋与混凝土之间的拉力时，通常将钢筋的端部弯起180 度弯钩[7]。此外混凝土中的氢氧化钙提供的碱性环境，在钢筋表面形成了一层钝化保护膜，使钢筋相对于中性与酸性环境下更不易腐蚀[8]。

2 混凝土中钢筋腐蚀过程

2.1腐蚀孕育期t0:从浇注混凝土到混凝土碳化层深度达到钢筋表面,或氯离子侵入开始破坏钢筋钝化层,即钢筋开始腐蚀为止。

[9]2.2腐蚀发展期t1:从钢筋开始腐蚀发展到混凝土保护层表面因钢筋锈胀而出现破坏。

2.3腐蚀破坏期t2:从混凝土表面因钢筋锈蚀肿胀开始破坏发展到混凝土严重胀裂、剥落破坏,达到不可容忍的程度,必须全面大修时为止。

2.4腐蚀危害期t3:钢筋修饰已经扩大到使混凝土结构区域性破坏,致使结构不能安全使用[8]。 通常, t0> t1> t2> t3。

3影响钢筋腐蚀的因素

混凝土结构中钢筋腐蚀是一个非常复杂的过程,一方面是由混凝土碳化,钢筋表面的钝化膜遭到破坏,从而产生电化学腐蚀,腐蚀结果在钢筋表面生成红铁锈[10],体积膨胀数倍,引起混凝土开裂;另一方面是由于外加剂或原材料中含有氯盐成分混入混凝土内,或由于环境中所含的氯盐渗透到混凝土中,Cl-进入混凝土并到达钢筋表面,穿透氧化膜,导致钢筋表面局部钝化膜破坏,使钢筋表面产生点蚀(坑蚀)。碳化和Cl-的作用结果都是先腐蚀钢筋,后引起保护层混凝土胀裂破坏,而保护层的破坏又加剧了钢筋的电化学腐蚀[11]。

3.1水对混凝土中钢筋腐蚀的影响

在混凝土中钢筋发生腐蚀的过程中，水发挥着重要作用。水是混凝土中形成电解质的必要条件[12]，也是使钢筋发生化学反应所必需的反应物。此外，水还起到扩散离子的作用，为化学反应提供了适当的反应环境。水对钢筋的腐蚀的影响与水的含量有关。综合各种情况，水对混凝土中钢筋腐蚀的影响具有以下规律：

(1)当混凝土孔隙水含量较多时，会引起腐蚀电位降低，从而加快钢筋腐蚀速率。

(2)当混凝土孔隙水含量处于饱和及过饱和时，腐蚀电位降低，但此时由于过氧控制下阴极的极限腐蚀电流降低，会导致钢筋腐蚀速率下降。

(3)当混凝土孔隙含水量极高时，会发生氧浓差极化，加快钢筋腐蚀速率。

3.2温度对钢筋腐蚀速率的影响

在阳极区，温度的升高使参与腐蚀反应的离子的溶解度提高，从而使混凝土孔隙溶液中离子的活动能力提高，提高了阳极的反应速度。在阴极区，随着温度的升高，O2在水中的溶解度降低，当温度超过一定值后，离子溶解度也会降低，从而降低了钢筋腐蚀速率[6]。

混凝土内钢筋的腐蚀速率由混凝土自身的材料性质和外部的环境气候条件共同决定。环境的相对湿度和环境与温度的综合效应可对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀速度产生影响。水分及温度对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀均有较大影响，仅考虑其单独作用并不能真实地反映钢筋腐蚀的规律。水和温度对钢筋的腐蚀是相互影响的，其共同作用不能单纯地进行叠加。水和温度相互之间的关系具有以下特点[12]。

(1)在环境湿度相同的情况下，混凝土的腐蚀速率随着温度的升高而增大，其增长速率随着温度的增加逐渐增大。

(2)在环境温度相同的情况下，混凝土的腐蚀速率随着湿度的增大，在前期处于较平缓的发展，在后期增加幅度较大。

(3)环境的温度与混凝土孔隙水含量对钢筋腐蚀速率的影响并不是孤立的，钢

筋腐蚀速率随着温度的升高，所需混凝土孔隙的水含量也相应降低。

(4)温度、湿度对混凝土腐蚀增长速率的影响也是不同的，总体来说，温度效应比湿度效应的影响明显。

3.3电化学对钢筋腐蚀的影响

钢筋腐蚀机理混凝土内钢筋的腐蚀过程实际是电化学腐蚀过程,其原理本质上是氧化还原反应[13]。这种氧化还原反应是通过阳极反应(氧化反应)和阴极反应(还原反应)同时而分别进行的,类似于将化学能直接转变为电能的原电池,反应过程见图1。

在钢筋混凝土结构中，阳极反应和阴极反应分别看作是一个电极反应过程,在具备阳极、阴极、阳极与阴极间的电连接及电解质的条件下，以微观腐蚀电池及宏观腐蚀电池的形式，在阳极和阴极发生氧化还原反应。具体过程如下：钢筋混凝土中，Fe为阳极，O2与水共同构成阴极，钢筋为阳极与阴极间的电连接，混凝土孔隙液为电解质。在阳极区和阴极区会产生如下反应：

阳极区反应为Fe→Fe2++2e-

阴极区反应为O2+2H2O+4e-→4OH-

阳极区产生的Fe2+由钢筋表面向周围水溶液扩散，阴极区产生的OH-由水溶液通过混凝土孔隙到达阳极，在这种情况下会发生以下反应：

Fe2++2OH-→Fe(OH)2 Fe(OH)又可与O2发生进一步反应：

在氧气充足条件下，有4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3

2Fe(OH)3→Fe2O3+3H2O 在氧气不充足条件下，有Fe(OH)2+O2→2Fe2O3+3H2O

3.4氯盐对钢筋的腐蚀的影响

氯盐对钢筋的腐蚀是电化学腐蚀的一种,使用海砂、含氯盐的施工用水、含氯盐外加剂、在氯盐环境中拌制和浇注混凝土是Cl-进入水泥石的主要途径,这通常是施工管理的问题。此外, Cl-也可通过混凝土宏观、微观缺陷进行侵入,这是综合技术问题,与混凝土的多孔性、密实性、钢筋表面的混凝土保护层等因素有关。

Cl-进入混凝土后,首先是破坏钢筋表面的保护膜。保护膜通常是Fe的氧化物,能阻碍铁基体与外界介质发生,降低钢筋的活性,又被称为钝化膜。该层氧化物遇水微溶呈碱性,Cl-吸附在局部保护膜上可使该处的pH迅速降低,因绝大部分氯化物会不同程度地与水发生反应(NaCl、KCl、BaCl除外),生成碱式盐与盐酸,使酸性增强。如FeCl2+H2O→Fe (OH) Cl+HCl,其中Fe (OH) Cl为碱式氯化亚铁,故Cl-也可以归为酸根[14]。

4钢筋混凝土结构的防护措施

4.1降低混凝土中腐蚀性组分的渗透性

混凝土中腐蚀性组分的渗透是钢筋发生腐蚀的必要条件。因此要抑制钢筋的腐蚀可以从两方面着手，一方面要尽可能控制混凝土中C1一的浓度和相对湿度;另一方面要选择适当的水泥品种以尽量提高混凝土的密实性及适当增加混凝土层厚度以阻止腐蚀性组分的渗人。

4.2 合理选择饰面材料

结构饰面装修除了达到美观效果外,还可达到保护结构的重要目的。不同的饰面材料抑制外部环境对混凝土结构的影响也不一样。设计过程中应根据环境情况合理选择混凝土结构的饰面材料[12]。

4.3采用钢筋的阴极保护

阴极保护常作为一种补助措施来防止混凝土中钢筋的腐蚀。在良好的导电介质中，例如海水中，这可以通过在钢筋上联结牺牲阳极来实现。而在导电性差的环境中，例如在大气中，这种阴极保护则在钢筋和难溶性阳极之间施加电流实现。

4.4在混凝土中加入添加剂

为了改善混凝土某一方面的性能，或防止钢筋的锈蚀，常常使用添加剂。比如亚硝酸钙、油酸乳化丁醋和二甲基乙醇胺常作为缓蚀剂添加到混凝土中[15]，可控制混凝土中钢筋的腐蚀。但缓蚀剂的加入不能破坏混凝土的其他性能，阳极型缓蚀剂要特别慎用。

4.5防止杂散电流混入混凝土结构

电气火车、电车等以接地为回路的交通工具以及电焊机、电解槽等直流电力系统都可以引起杂散电流，正确的接地和隔离杂散电流源，可以有效地防止杂散电流引起钢筋混凝土结构的电化学腐蚀[16]。

4.6进行腐蚀检测或监测

对钢筋混凝土结构的关键部位进行定期的检测或监测，以便及时发现混凝土

结构的早期断裂和潜在的事故隐患。根据检测或监测结果，调整和优化工况条件，作出维修保养的决策。通常采用物理方法和电化学方法来检测或监测钢筋混凝土结构的腐蚀[11]。

4.7 提高混凝土的密实性

提高混凝土的密实性可抑制空气和水分的侵入,抑制外界环境中氯离子和化学介质渗透侵蚀,是抑制混凝土结构钢筋腐蚀的有效措施。

5结论

分析了钢筋混凝土结构的钢筋腐蚀机理,简要地介绍了钢筋腐蚀过程,总结了钢筋腐蚀的影响因素。钢筋混凝土结构的腐蚀主要受电化学腐蚀受到温度、水的综合效应的影响。应重视温度、水等环境对钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀的影响[17]。应寻求更加合理、科学的措施来减缓钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀速率，以便对症下药选择最佳的维修对策,更经济有效地延长结构的使用寿命;另一方面也有助于对新建过程项目进行耐久性设计和研究,揭示影响结构寿命的内部和外部因素, 从而提高工程的设计水平和施工质量,保证钢筋混凝土结构的耐久性、可靠性和适用性，确保混凝土结构在使用年限中正常工作。

参考文献

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第三篇：金属的电化学腐蚀与防护教案

金属的电化学腐蚀与防护 电解原理知识梳理 1. 电解原理 电解

使通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起 的过程

电极名称

阳极

和电源相连的电极，发生反应

阴极

和电源相连的电极，发生

电极材料

惰性电极

Pt、Au、石墨

金属电极

除Pt、Au外的金属材料(如Fe、Cu、Zn、Ag等)

电子流向

电源活波→导线→电解池→电解池→导线→电源

离子移动方向

.

.

电解质溶液中阳离子移向

电解质溶液中阴离子移向

离子放电顺序

阳极

金属活泼电极>>>>>含氧酸根

阴极

Ag+>Fe3+>>H+>>>Zn2+

应用

电解精炼、电镀、氯碱工业、电解制铝

2.电解原理的应用

(1)氯碱工业：用电解饱和NaCl溶液的方法来制取、和，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业。 (2)电镀

电镀时，镀件接电源极，镀层金属接电源极。溶液中必须含有一定浓度的，当通电时，阳极。在阴极。 (3)铜的电解精炼

电极材料：粗铜板与直流电源正极相连作，纯铜片与直流电源负极相连作。

电解质溶液：用作电解液。

反应原理：阳极粗铜(以及比铜活泼的锌、铁、镍等)被，阴极Cu2+被;其他Zn2+、Fe2+留在溶液中，而比铜活泼性弱的银、金等金属沉积在阳极下面，形成。 二.金属的腐蚀与防护

1.金属腐蚀是指金属与周围接触到的空气或液体发生反应而引起损耗的现象。

2.金属腐蚀可以分为和。化学腐蚀是金属跟接触到的氧化性气体或氧化性液体等直接发生化学反应而引起的腐蚀。而电化学腐蚀是指不纯的金属跟溶液接触时，因发生反应而发生的腐蚀。

3.金属发生电化学腐蚀时，可分为腐蚀和腐蚀。两者的本质相同，但正极反应不同，即析氢腐蚀的正极反应为，而吸氧腐蚀的正极反应为。

4.金属防护的措施有：(1)制成，(2)涂盖，(3)牺牲阳极的阴极保护法——，(4)外加电流的阴极保护法——原理。

金属腐蚀快慢顺序：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀 随堂练习

1.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是(

) A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变 B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小

C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2 D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 2.(2010·原创)关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是 (

) A.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色 B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠

D.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 3. (2009·北京理综，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-===Cl2↑

4.如下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关 的判断正确的是(

) A.a为负极、b为正极

B.a为阴极、b为阳极 C.电解过程中，d电极质量增加 D.电解过程中，氯离子浓度不变

5.下列关于铜电极的叙述正确的是(

) A.铜锌原电池中铜是负极

B.用电解法精炼粗铜时，粗铜作阴极

C.在镀件上电镀铜时可用金属铜做阳极 D.电解稀硫酸制H2和O2时铜做阳极 6. (2010·试题调研，江苏南通3月)下列描述中，不符合生产实际的是(

) A.电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B.电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极

C.电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D.在镀件上电镀锌，用锌作阳极

7. (2010·试题调研，广东广州3月)用两支惰性电极插入CuSO4溶液中，通电电解，当有1×10-3 mol的OH-放电时，溶液显浅蓝色，则下列叙述正确的是(

) A.阳极上析出5.6 mL O2(标准状况) B.阴极上析出16 mg Cu C.阴极上析出11.2 mL H2(标准状况)

D.阳极和阴极质量都无变化

8、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，则溶液呈性，发生腐蚀,电极反应式为：负极：

,正极： (2)若液面下降，则溶液呈性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：，正极：。

9. 电解原理在化学工业中有广泛的应用。如右图表示一个电解池，装有电解液c;A、B分别是两块电极板，通过导线与直流电源相连。

(1)若A、B都是惰性电极，电解质溶液c是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在U型管两边各滴入几滴酚酞试液，试判断

①a是________极(填“正”或“负”)，B是________极(填“阴”或“阳”); ②A电极上的电极反应式为______________________________________， B电极上的电极反应式为______________________________________;

③检验A电极产物的方法是_______________________________________。 (2)如用电解法精炼粗铜，电解液c选用CuSO4溶液，则

①A电极的材料是________，电极反应式为________; ②B电极的材料是________，电极反应式为________。

(3)用惰性电极电解CuSO4溶液。若阴极上析出Cu的质量为3.2 g，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为________;常温下，若将电解后的溶液稀释至1 L，则溶液的pH约为________。

第四篇：金属的电化学腐蚀与防护教学反思

人教版选修四第四章第四节《金属的电化学腐蚀与防护》是在学习了原电池和电解池原理的基础上展开的，学生已经具备了一定的理论知识，本节课的学习有利于培养学生探索问题、解决问题能力。

本节课讲述了金属腐蚀的严重危害、电化学腐蚀的原理和防止金属腐蚀的方法，重点是掌握金属电化学腐蚀

1、析氢腐蚀

2、吸氧腐蚀和防护金属电化学腐蚀的方法。本节课是原电池和电解池原理的实际应用，和生活联系很多，容易引起学生学习的兴趣，具有学习好的原动力，存在的问题是学生理解起来有点困难。

据新课程的理念，在教学过程中设计教学情景，激发起学生学习的兴趣，突出学生学习的主体地位，引导学生探索问题、解决问题能力，让学生参与到整个课堂教学中。由实物和图片导入课程，学生课堂气氛活跃。通过比较的方法学好

1、析氢腐蚀

2、吸氧腐蚀，收到了很好的效果。在讲述防护金属电化学腐蚀的方法时，由轮船引入学生再次提高兴趣，总体效果良好。这节课通过自主学习和比较对比，分析、讨论得出金属腐蚀的本质，引导学生得出析氢腐蚀和吸氧腐蚀的形成条件及二者的区别，达到学以致用之目的。

第五篇：《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计

三维目标：

知识与技能：1.了解金属腐蚀及其危害。

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，特别是电化学防护的方法。

过程与方法：事例引入，激发兴趣;分组实验，总结结论，典型题例，强化理解。

情感态度与价值观：通过生活事例引发学生思考，体现化学与生活的紧密联系，激发学生的探索精神，并让学生体会到学以致用的科学精神。

教学重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。

教学难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。

教具：提供试剂：锌片 铜片 稀硫酸 氯化钠溶液

提供仪器：水槽 导管 电流表

教学过程：

【事例引入(配合投影)】在我们的生活中经常可以看到这些现象(投影图片)。这些现实均显示：我们辛苦制备的材料，尤其是金属材料在使用中往往会被腐蚀，造成损坏，浪费，甚至引起恶性事故。如：这是位于美国的俄亥俄桥，突然塌入河中，死亡46人。事后调查，是由于桥梁的钢梁被腐蚀产生裂缝所致。又如，这是日本大阪地下铁道的输气管道，因腐蚀而折断，造成瓦斯爆炸，乘客当场死亡75人。

这样的例子举不胜举，可见，金属腐蚀给人类造成的损失有多么巨大。据统计：(投影)。这些数据都说明金属腐蚀造成的损失已经远远超过了各种自然灾害造成的损失的总和。所以我们要有这样的使命感：用自己学过的知识，去研究金属腐蚀的原理，并尝试找出“防止腐蚀的方法”，甚至想想利用腐蚀原理为我们服务。今天这堂课我们就来走进“金属的腐蚀与防护”。

【板书】金属的电化学腐蚀与防护

[预设问题1]

钢铁生锈，铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O 铜器生锈，铜绿的主要成分：Cu2(OH)2CO3

思考：金属腐蚀的本质是什么?

[板书] 第四节 金属的电化学腐蚀与防护

[板书]

一、金属的电化学腐蚀

1、金属的腐蚀

(1)定义：金属原子失电子被氧化的过程

(2) 金属腐蚀的本质：M—ne—=Mn+

[实验探究]金属腐蚀的类型

[预设问题2] A、B装置中Zn棒的质量有无变化?

Zn发生了什么反应?

装置中是否有电流形成?

[板书] (3) 金属腐蚀的类型

[预设问题3] 钢铁在潮湿的空气中为什么在潮湿的空气中比干燥的空气中更易被腐蚀?

[多媒体投影] 钢铁的析氢腐蚀电化学腐蚀示意图

[板书] 析氢腐蚀 (酸性溶液)

[指定学生板书] 负极(Fe)：Fe—2e—=Fe2+ 正极(C)：2H++2e—=H2↑

[引导] C装置中发生了什么电化学腐蚀? [学生实验] 铁的吸氧腐蚀(教材85页实验4-3)

[演示实验]2.铁的吸氧腐蚀的改进实验：投影实验现象

[多媒体投影]实验现象

[板书]析氧腐蚀 (中性和弱酸性溶液)

[多媒体投影] 钢铁的吸氧腐蚀电化学腐蚀示意图

[引导] 钢铁吸氧腐蚀时形成的原电池的正负极，写出电极反应方程式：

[板书] 负极(Fe)：2Fe—4e—=2Fe2+ 正极(C)：O2+2H2O+4e—=4OH—

总反应：2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2

[多媒体投影]铁锈形成：4Fe(OH)2+ O2+2H2O=4Fe(OH)3

Fe(OH)3失去部分水成为铁锈,结构疏松，不能起到保护作用。

【引导，并思考幻灯片上提示的问题，并板书】通过对具体实验的分析，我们来实现一次理论的升华。思考以下问题：

1、金属腐蚀的本质是什么?(M-ne=Mn+)

2、根据金属腐蚀的原理，我们可以给腐蚀怎样分类? 直接接触反应(如1)——化学腐蚀

形成原电池反应(如

3、4)——电化学腐蚀【3叫析氢腐蚀，4叫吸氧腐蚀(铁生锈的主要原理)】

3、按照腐蚀分类，哪种腐蚀的危害程度更大?(电化学腐蚀现象更具有普遍性，因为不纯金属多，易形成原电池，并且电化学腐蚀更快)

因为电化学腐蚀更普遍存在，当然危害也更大。比如::耸立在美国纽约港外，高15层楼的自由女神，历来被认为是美国的象征。但自由女神近百年来一直受着一种疾病的折磨。因为它的外壳材料是铜，而支撑整个雕塑的内支架却是铁，在它们之间被浸透油的毛毯隔开。时间长了，毛毯失去了隔离作用，大西洋潮湿的带着盐分的空气不断地向自由女神进攻, 无数的原电池便在自由女神的身上形成，

【引导】通过对微观腐蚀原理的探讨，我们应该已经基本明白了金属被腐蚀的原理，那么为了让我们辛苦冶炼出的金属不被无谓浪费，结合生活常识，我们要怎么办?(鉴于金属发生腐蚀的原因，可以从哪些方面设想解决问题的思路?)

【过渡】怎样防护大海中船体的腐蚀?

【板书】

二、金属的电化学防护

【板书】

1、牺牲阳极的阴极保护法 [板书]

2、外加电流的阴极保护法

[引导] 其他金属防护方法

[引导]学生小结本节课重难点、易错点。

[多媒体投影] 课堂练习