山东省高中化学44《金属的电化学腐蚀与防护》ppt课件新人教版选修.ppt

选修选修4 第四章第四章 电化学基础电化学基础几种常见的金属腐蚀几种常见的金属腐蚀几种常见的金属腐蚀几种常见的金属腐蚀 铁在潮湿的空气中生锈铁在潮湿的空气中生锈 铜在潮湿的空气中产生铜绿铜在潮湿的空气中产生铜绿 铁被酸雨腐蚀铁被酸雨腐蚀 镁、铝等活泼金属表面形成氧化膜镁、铝等活泼金属表面形成氧化膜金属腐蚀的共同特点金属腐蚀的共同特点金属腐蚀的共同特点金属腐蚀的共同特点金属原子失电子呈正价，发生氧化反应。金属原子失电子呈正价，发生氧化反应。一、金属腐蚀一、金属腐蚀失电子失电子氧化反应氧化反应金属阳离子金属阳离子金属原子金属原子2 2、本质、本质1 1、定义、定义 指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。还原反应而腐蚀损耗的过程。M neM ne-M Mn+n+向铁粉中加入少量的炭粉，向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别混合均匀后，撒入内壁分别用用氯化钠和稀醋酸氯化钠和稀醋酸润湿过的润湿过的两支试管分别标记为两支试管分别标记为a a、b b中，中，按图按图4-174-17装置好仪器。几分装置好仪器。几分钟后，打开止水夹，观察、钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水中滴比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。管中的现象。活动与探究活动与探究实验现象：实验现象：装置装置a中的导管中水柱上升，装置中的导管中水柱上升，装置b中的导管中的导管中水柱下降。中水柱下降。思考：思考：导管中的水柱变化说明什么问题？导管中的水柱变化说明什么问题？讨论，小结：讨论，小结：装置装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小，减小，a装置中有气体参加反应。装置中有气体参加反应。装置装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。思考思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？在在a装置中铁、炭、氯化钠溶液及装置中铁、炭、氯化钠溶液及b装置中铁、炭、装置中铁、炭、醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率。醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率。负极：负极：正极：正极：电池反应：电池反应：吸氧腐蚀吸氧腐蚀发生条件：发生条件：a装置中装置中钢铁处于钢铁处于极弱酸性极弱酸性或或中性中性溶液中溶液中Fe-2e-=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O进一步反应：进一步反应：正极：正极：负极：负极：b装置中装置中电池反应：电池反应：析氢腐蚀析氢腐蚀发生条件：发生条件：钢铁处于钢铁处于酸性较强酸性较强环境中环境中Fe-2e-=Fe2+2H+2e-=H2Fe+2H+=Fe2+H2析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。3 3、类型、类型化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀金属腐蚀金属腐蚀（形成原电池）（形成原电池）一般情况下，金属的电化学腐蚀更为普遍。一般情况下，金属的电化学腐蚀更为普遍。（不能形成原电池）（不能形成原电池）金属的电化学腐蚀中吸氧腐蚀更为主要。金属的电化学腐蚀中吸氧腐蚀更为主要。化学腐蚀与电化腐蚀的比较化学腐蚀与电化腐蚀的比较:化学腐化学腐蚀蚀电电化腐化腐蚀蚀条件条件现现象象本本质质联联系系金属跟非金属金属跟非金属单质单质直直接接触接接触不不纯纯金属或合金金属或合金跟跟电电解解质质溶液接触溶液接触无无电电流流产产生生有有微弱微弱电电流流产产生生金属被氧化金属被氧化较较活活泼泼金属被氧化金属被氧化两者往往同两者往往同时发时发生，生，电电化腐化腐蚀蚀更普遍更普遍钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条条件件水膜呈水膜呈酸性酸性。水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱或碱性酸性很弱或碱性。电电极极反反应应负极负极Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极正极C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-总反应总反应:Fe+2H+=Fe2+H2 2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联联系系1.1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。海水中含有较多盐类，导电能力比内河的水更强，海水中含有较多盐类，导电能力比内河的水更强，因此，电化学腐蚀更容易进行。因此，电化学腐蚀更容易进行。2.19102.1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。有铁锈出现。说明在低温下，腐蚀更难进行。说明在低温下，腐蚀更难进行。应用拓展应用拓展3.3.当化工厂排出的废气为酸性气体时，工厂附近的铁当化工厂排出的废气为酸性气体时，工厂附近的铁制品容易生锈。制品容易生锈。说明酸性条件下金属更容易被腐蚀。说明酸性条件下金属更容易被腐蚀。4.4.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈，而连接锌板的用于连接铜板的铁螺丝容易生锈，而连接锌板的铁螺丝却不易生锈。铁螺丝却不易生锈。空气中的空气中的CO2和水蒸气可在活泼性不同的金属表和水蒸气可在活泼性不同的金属表面形成一层水膜，从而构成原电池。前者铁作负极，面形成一层水膜，从而构成原电池。前者铁作负极，易失电子，因而易被腐蚀；后者铁作正极，不易失电易失电子，因而易被腐蚀；后者铁作正极，不易失电子，因而不易被腐蚀。子，因而不易被腐蚀。应用拓展应用拓展二、金属的电化学防腐二、金属的电化学防腐1 1、原理、原理防止金属失电子防止金属失电子2 2、牺牲阳极的阴极保护法、牺牲阳极的阴极保护法 形成原电池反形成原电池反应时，让被保护金应时，让被保护金属做正极，活泼金属做正极，活泼金属做负极。属做负极。将被保护金属将被保护金属作为电解池的阴作为电解池的阴极，另一导电物极，另一导电物质作为阳极，在质作为阳极，在外加直流电的作外加直流电的作用下使阴极得到用下使阴极得到保护。保护。辅助阳极辅助阳极（石墨）（石墨）3.3.外加电流外加电流的阴极保护法的阴极保护法金属防护的几种重要方法金属防护的几种重要方法在金属表面覆盖保护层。在金属表面覆盖保护层。改变金属内部的组织结构，制成合金。改变金属内部的组织结构，制成合金。电化学保护法，即将金属作为原电池的电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。正极或电解池的阴极而受到保护。小结小结课堂练习课堂练习1、如图、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀腐蚀,电极反应式为：负极：电极反应式为：负极：,正极：正极：若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈 性，发生腐蚀，电极反应式为：性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：负极：正极：正极：。（2）中性或弱酸性中性或弱酸性 吸氧吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸酸析氢析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 2.下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)课堂练习课堂练习