第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护.ppt
v学校：黄梅一中学校：黄梅一中v教师：潘教师：潘 颖颖请比较下列请比较下列Fe腐蚀的快慢？腐蚀的快慢？铁与酸反应，铁被铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀。铁与碳形成原电池铁与碳形成原电池铁作负极被腐蚀铁作负极被腐蚀。腐蚀速率较慢。腐蚀速率较慢。 腐蚀速率较快。腐蚀速率较快。钢铁生锈铜器生锈铜器表面生成铜绿金属的腐蚀现象非常普遍：金属的腐蚀现象非常普遍：1 1、钢铁生锈：、钢铁生锈：铁锈的主要成分：铁锈的主要成分：金属腐蚀的不利后果有哪些？金属腐蚀的不利后果有哪些？FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O OCuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 32 2、铜器表面生成铜绿：、铜器表面生成铜绿：铜绿的主要成分：铜绿的主要成分： 2007年8月1日，美国明尼苏达州一座跨越密西西比河的大桥发生坍塌。事故造成6人死亡。v中国航天工业总公司第三十一研究所近日公中国航天工业总公司第三十一研究所近日公布了一组数据：布了一组数据：v全球每一分钟就有全球每一分钟就有1 1吨钢腐蚀成铁锈吨钢腐蚀成铁锈. .v全球每年钢铁腐蚀的经济损失约全球每年钢铁腐蚀的经济损失约1000010000亿美亿美元，占各国国民生产总值元，占各国国民生产总值GDPGDP的的2%2%4%4%，在，在美国，每年因钢铁腐蚀造成的损失就占国内美国，每年因钢铁腐蚀造成的损失就占国内生产总值的生产总值的3%3%，大约三分之一的化学设备因，大约三分之一的化学设备因局部腐蚀而停工。我国钢铁腐蚀经济损失高局部腐蚀而停工。我国钢铁腐蚀经济损失高达达28002800亿人民币，约占国民生产总值亿人民币，约占国民生产总值GDPGDP的的4%4%，每年约有，每年约有30%30%的钢铁因腐蚀而报废。腐的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊人的。蚀给人类造成的损失是惊人的。一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀1 1、什么是金属腐蚀？、什么是金属腐蚀？ 指金属或合金与周围接触到的气体或指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。2 2、金属腐蚀的本质是什么、金属腐蚀的本质是什么? ? 是金属本身失去电子变成阳离子的过程是金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）。（发生氧化反应）。M - ne- = Mn+3 3、金属腐蚀的类型有哪些？、金属腐蚀的类型有哪些？ 金属跟接触到的物质（如金属跟接触到的物质（如SOSO2 2、ClCl2 2、O O2 2等）等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。直接发生化学反应而引起的腐蚀。 不纯金属或合金跟电解质溶液接触时，不纯金属或合金跟电解质溶液接触时，发生原电池反应而引起的腐蚀，比较活泼的发生原电池反应而引起的腐蚀，比较活泼的金属失去电子被氧化。金属失去电子被氧化。(次要)(主要)根据与金属接触的介质不同升温可加快升温可加快金属腐蚀金属腐蚀 家用燃气灶的中心部位很容易生锈 食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈海边的铁制品比较容易生锈。海边的铁制品比较容易生锈。 为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈呢？钢铁钢铁潮湿空气潮湿空气水膜水膜COCO2 2、 SOSO2 2、H H2 2S S电解质溶液（电解质溶液（H H+ +) )铁铁C C 原电池电解质溶液形成：H+OH-H2O+CO2H+HCO3-H2O钢铁在这过程发生了钢铁在这过程发生了电化学腐蚀。电化学腐蚀。 根据电解质溶液的酸碱性的不同电化学腐蚀可分为两种。实验钢铁腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电极反应负极Fe(-)正极C(+)总反应联系水膜呈强酸性水膜呈中性或弱酸性Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2H+2e=H22H+Fe=Fe2+H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe2O3 nH2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金属的腐蚀以电化腐蚀为主，电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH5.6时)若pH5.6时则为析氢腐蚀。电化学腐蚀。电化学腐蚀。类型类型化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀发生的发生的条件条件电流电流本质本质相互相互关系关系金属与接触物直接反应不纯金属或合金与电解质溶液形成原电池无电流产生有电流产生金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀 两者往往同时发生，但电化腐蚀更普遍。化学腐蚀与电化学腐蚀比较1.1.埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种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情况下被腐蚀速率最慢的是 ( )( ) A A在潮湿疏松的土壤中；在潮湿疏松的土壤中； B B在含铁元素较多的酸性土壤中；在含铁元素较多的酸性土壤中； C C在干燥致密不透气的土壤中；在干燥致密不透气的土壤中； D D在含碳较多的潮湿透气的中性土壤在含碳较多的潮湿透气的中性土壤C C2.2.下列现象与电化学腐蚀无关的是（下列现象与电化学腐蚀无关的是（ ） A A黄铜制作的铜锣不易产生铜绿黄铜制作的铜锣不易产生铜绿 B B生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易 生锈生锈 C C铁制器件附有铜制配件，在接触处铁制器件附有铜制配件，在接触处 易生铁锈易生铁锈 D D银质奖章久置表面变暗银质奖章久置表面变暗D D(1)(1)若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 ， 发生发生 腐蚀腐蚀, ,电极反应式为：电极反应式为： 负极：负极： , , 正极：正极： 。 3.3.如图如图, , 水槽中试管内有一枚铁水槽中试管内有一枚铁 钉，放置数天观察：钉，放置数天观察：(2)(2)若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈 ， 发生发生 腐蚀，电极反应式为：腐蚀，电极反应式为： 负极：负极： ， 正极：正极： 。弱酸性或中性弱酸性或中性吸氧吸氧2Fe 4e2Fe2+O2+2H2O+4e4OH较强酸性较强酸性析氢析氢Fe 2eFe2+2H+2eH2 二、金属的防护二、金属的防护(1)制成合金（不锈钢） 改善金属的内部组织结构(内因)(2)在金属表面覆盖保护层 电镀、油漆、钝化等(3)电化学保护法 牺牲阳(负)极的阴(正)极保护法、 外加直流电源的阴极保护法健身器材刷油漆以防锈健身器材刷油漆以防锈衣架和电线的外面衣架和电线的外面包上一层塑料层包上一层塑料层某些工具的某些工具的“机械转动部位机械转动部位”选选用油脂来防锈，为什么不能用油用油脂来防锈，为什么不能用油漆漆 自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的一层既耐腐蚀又耐磨的Cr烤蓝烤蓝涂机油涂机油烤漆烤漆涂凡士林涂凡士林镀锌镀锌镀铬镀铬交流研讨 自行车的金属部件采用了什么样的防护措施自行车的金属部件采用了什么样的防护措施? ?形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。 你还知道哪些防止金属腐蚀你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？请举例说明。的方法？请举例说明。用牺牲镁块的方法来防止用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换块必须定期更换 制成不锈钢，在金属表面镀一层制成不锈钢，在金属表面镀一层比要保护的金属耐腐蚀的金属。比要保护的金属耐腐蚀的金属。用牺牲锌块的方法来用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须保护船身，锌块必须定期更换定期更换锌块锌块将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极，用惰性电极做辅助阳极，在外加直流电作用下，电子被迫流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零。辅助阳极辅助阳极（不溶性）（不溶性）外加电流的阴极保护法示意图1解释下列现象：解释下列现象：(1)马口铁马口铁(镀镀Sn铁皮铁皮)做的罐头，打开后做的罐头，打开后为什么极易生锈为什么极易生锈? (2) 轮船船壳的水线以下部分，为什么轮船船壳的水线以下部分，为什么要装上一定数量要装上一定数量Zn块块?(3)烧过菜的铁锅未及时洗净烧过菜的铁锅未及时洗净(残液残液NaCl)，第二天便出现红褐色锈斑。第二天便出现红褐色锈斑。Cc c2.下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是( ) A. 纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸硫酸 B. 纯锌和纯锌和18 mol/L 硫酸硫酸 C. 粗锌和粗锌和1mol/L 硫酸硫酸 D. 粗锌和粗锌和18mol/L 硫酸硫酸3.下列叙述中可说明金属甲比乙活泼性强的是下列叙述中可说明金属甲比乙活泼性强的是( ) A. 甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有解，甲上有H2气放出气放出； B. 在氧化在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多还原反应中，甲比乙失去的电子多 C. 将甲乙作电极组成原电池时甲是负极将甲乙作电极组成原电池时甲是负极 D. 同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强4.4.下列装置中四块相同的下列装置中四块相同的ZnZn片，放置一段片，放置一段 时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是：时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是： 。5.5.下列各情况，在其中下列各情况，在其中FeFe片腐蚀由快到片腐蚀由快到 慢的顺序是：慢的顺序是： 。6、分析右图，按要求写出有关、分析右图，按要求写出有关反应方程式：反应方程式：（1）、铁棒上的电极反应式为：）、铁棒上的电极反应式为：（2）、碳棒上的电极反应式为：）、碳棒上的电极反应式为：（3）、溶液中发生反应的化学）、溶液中发生反应的化学方程式：方程式：2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-4OH-2Fe4e-2Fe2+7、镍、镍镉可充电电池可发生如下反应：镉可充电电池可发生如下反应：Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，该电池的负极材料是由此可知，该电池的负极材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放电放电充电充电A. Cd, （ D ）B. NiO(OH), D. Ni(OH)2C. Cd(OH)2
