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金属的腐蚀和防护金属腐蚀给生产生活带来很多不便,造成了巨大的经济损失。据报道,全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元,是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值(GNP)的4%,钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25%~30%。金属腐蚀还可能造成环境污染。例如,重金属制成的材料被腐蚀后,重金属离子就会进入到水体、土壤中,引起重金属污染。因此,采取各种措施防止金属的腐蚀十分必要。结合下列问题,通过调查和讨论了解生活中使用的铁器和其他金属制品采用了哪些防止腐蚀的方法,查阅资料分析这些防腐方法的原理。1.铁质自来水管为什么要镀锌?2.自行车车轮钢圈镀铬有什么作用?铬是如何镀上去的?3.汽车车身、轮船外壳喷涂的油漆起什么作用?4.有些小刀的刀片表面带有蓝黑色的光泽,这是经过“烤蓝”处理形成的。你知道什么是“烤蓝”吗?为什么刀片要经过“烤蓝”处理?5.暂时不使用的刀具等金属器件要擦干并涂上油或是凡士林,为什么?6.用不锈钢代替碳钢制作钢铁器件有什么好处?二、金属的防护①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。船身如何防腐蚀的?大家应该也有点累了,稍作休息如何防止地下钢铁管道的腐蚀?(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。②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。可有效地阻滞或防止金属设备在酸、碱、盐类中腐蚀。3、在金属表面覆盖保护层: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。(3)“烤蓝”,又称“发蓝”,也是一种常用的铁器表面处理方法。它可以使铁器表面氧化生成一层致密的四氧化三铁薄膜,增强铁器件的抗腐蚀能力。铁器件“烤蓝”要使用发蓝液。常用的一种发蓝液是用氢氧化钠、硝酸钠、亚硝酸钠等试剂配制而成的。去除了油污和锈斑的刀片,在发蓝液中煮沸一段时间后取出,用水洗净,就可以看到刀片表面呈现出蓝黑色光泽。表3-4金属防腐方法的比较合理选择防腐方法练习1.下列现象与电化学腐蚀无关的是:()A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B.生铁比纯铁更易生锈C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生锈D银质奖牌久置表面变暗2.铁钉和碳棒用导线连接后,浸入到食盐溶液中,可能发生的反应是:()A.碳棒上放出Cl2B.碳棒附近产生OH-C.碳棒上放出H2D.铁钉被氧化3、下列事实不能用电化学原理解释的是()A铝片不需要特殊的保护方法。B炒过菜的铁锅未清洗易生锈。C轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌。D镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀。4.埋在地下的输油铸铁管道,在下列各种情况下被腐蚀速率最慢的是()A.在潮湿疏松的土壤中;B.在含铁元素较多的酸性土壤中;C.在干燥致密不透气的土壤中;D.在含碳较多的潮湿透气的中性土壤5.有些盛放食品的铁罐是用“马口铁”(镀锡铁皮)制成的;屋檐的水槽、浇花用的水壶和水桶等器具一般是用白铁皮(镀锌铁皮)制成的。当“马口铁”铁罐被腐蚀时,锈斑呈点状分布,锈孔容易穿透铁罐;而白铁皮水槽被腐蚀时,锈斑容易在面上扩展开来,镀锌层先被腐蚀而内部的铁却不易被锈蚀。你知道造成这种现象的原因吗?课堂练习:(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:___________________________________5.有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠人体内血液种含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作。它的两极电极反应式分别为:、6、下列装置中四块相同的Zn片,放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是_____________________________________