金属的电化学腐蚀与防护).ppt

1 第四节第四节金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护23金属的腐蚀在日常生活中非常普遍金属的腐蚀在日常生活中非常普遍铜绿的主要成分：铜绿的主要成分：Cu2(OH)2CO3铁锈的主要成分：铁锈的主要成分：Fe2O3.xH2OFeFe2O3.xH2OCuCu2(OH)2CO30+30+24一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀1.1.定义定义金属金属与周围的气体或液体物质与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应发生氧化还原反应而引而引起损耗的现象。起损耗的现象。2.2.本质本质M-ne-=Mn+(氧化反应）氧化反应）铁与酸反应，铁被腐铁与酸反应，铁被腐蚀，蚀，速率较慢速率较慢铁做铁做负极，负极，被腐蚀，被腐蚀，速率较快速率较快53.3.金属腐蚀的分类金属腐蚀的分类(2)(2)电化学腐蚀：电化学腐蚀：不纯的金属不纯的金属或合金或合金跟电解质溶液接触时，会跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化腐蚀。比较活泼的金属失电子而被氧化腐蚀。(1)(1)化学腐蚀：化学腐蚀：金属跟接触到的物质金属跟接触到的物质直接发生化学反应直接发生化学反应而引起的腐蚀。而引起的腐蚀。化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀条件条件金属跟非金属等氧化剂金属跟非金属等氧化剂直接接触直接接触不纯金属或合金不纯金属或合金跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触现象现象无电流产生无电流产生有有微弱电流微弱电流产生产生本质本质金属被氧化金属被氧化较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化联系联系两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍64.4.电化学腐蚀的分类电化学腐蚀的分类（1 1）析氢腐蚀）析氢腐蚀负极负极正极正极总反应总反应2H+2e-=H2Fe-2e-=Fe2+Fe+2H+=Fe2+H2（酸性条件（酸性条件 ）H+C C原原电电池池钢铁在潮湿的空气中易生锈：钢铁在潮湿的空气中易生锈：钢铁钢铁潮湿的空气潮湿的空气水膜水膜酸性气体酸性气体铁铁7铁粉铁粉碳粉碳粉品红溶液品红溶液探究实验探究实验实验步骤：实验步骤：1.1.先将混合粉末转移到纸槽中，先将混合粉末转移到纸槽中，再放入具支试管；再放入具支试管；2.2.用胶头滴管滴加用胶头滴管滴加7 7、8 8滴饱和氯滴饱和氯化钠溶液于具支试管中，振荡并化钠溶液于具支试管中，振荡并转动具支试管使粉末均匀铺在管转动具支试管使粉末均匀铺在管壁上；壁上；3.3.塞上胶塞，连接导管，并将导塞上胶塞，连接导管，并将导管末端置于盛有品红溶液的试管管末端置于盛有品红溶液的试管中；中；4.4.将具支试管和盛有品红溶液的将具支试管和盛有品红溶液的试管分别放于两个装有冷水的烧试管分别放于两个装有冷水的烧杯中，观察现象。杯中，观察现象。8探究实验探究实验铁粉铁粉碳粉碳粉品红溶液品红溶液现象：导管中的液面上升。现象：导管中的液面上升。结论：说明装置中有气体参加反应结论：说明装置中有气体参加反应导管中的导管中的液面液面试管中的试管中的液面液面实验结束后实验结束后9（2 2）吸氧腐蚀）吸氧腐蚀（酸性较弱或中性）（酸性较弱或中性）电池总反应：电池总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2O2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+Fe(OH)Fe(OH)3 3脱去一部分结晶水生成铁锈脱去一部分结晶水生成铁锈(FeFe2 2O O3 3xHxH2 2O O)2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe(OH)Fe(OH)2 2在空气中继续反应在空气中继续反应负极：负极：正极：正极：10Fe2O3xH2O（铁锈铁锈）均为电化学腐蚀，其中均为电化学腐蚀，其中吸氧腐蚀更普遍。吸氧腐蚀更普遍。水膜酸性水膜酸性酸性较弱、中性或碱性酸性较弱、中性或碱性负极负极正极正极总反应总反应2H+2e-=H2Fe-2e-=Fe2+Fe+2H+=Fe2+H2O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe-4e-=2Fe2+2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3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析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条条件件电电极极反反应应联联系系111 1如图装置中，如图装置中，U U形管内为红墨水，形管内为红墨水，a a、b b试管内分别试管内分别盛有食盐水和氯化铵（酸性）溶液，各加入生铁块，盛有食盐水和氯化铵（酸性）溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是放置一段时间。下列有关描述错误的是()()A A生铁块中的碳是原电池的正极生铁块中的碳是原电池的正极B B红墨水水柱两边的液面变为左低右高红墨水水柱两边的液面变为左低右高C C两试管中相同的电极反应式是两试管中相同的电极反应式是FeFe2e2e=Fe=Fe2 2D Da a试管中发生了吸氧腐蚀，试管中发生了吸氧腐蚀，b b试管中发生了析氢腐试管中发生了析氢腐蚀蚀B食盐水食盐水氯化铵氯化铵12二、金属的防护二、金属的防护1.1.在金属表面覆盖保护层，如喷油漆、涂油脂、在金属表面覆盖保护层，如喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等。电镀或表面钝化等。2.2.改变金属的内部组织结构，制成合金，如不锈钢。改变金属的内部组织结构，制成合金，如不锈钢。13e-e-（原电池原理）（原电池原理）3.3.金属的电化学防护金属的电化学防护（1 1）牺牲阳极的阴极保护法）牺牲阳极的阴极保护法正极正极钢钢闸闸门门海水海水阴极阴极锌板锌板负极负极阳极阳极14（电解池原理）（电解池原理）e-e-（2 2）外加电流的阴极保护法）外加电流的阴极保护法钢钢闸闸门门阴极阴极阳极阳极惰性惰性电极电极海水海水15一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀1.1.定义定义2.2.本质本质3.3.分类分类化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀钢铁的析氢腐蚀钢铁的析氢腐蚀(酸性较强酸性较强)钢铁的吸氧腐蚀（酸性较弱、钢铁的吸氧腐蚀（酸性较弱、中性或碱性）中性或碱性）二二.金属的防护金属的防护1.1.在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层2.2.改善金属的内部组织结构改善金属的内部组织结构(内因内因)3.3.电化学保护法电化学保护法课堂小结课堂小结（1 1）牺牲阳极的阴极保护法）牺牲阳极的阴极保护法（2 2）外加电流的阴极保护法）外加电流的阴极保护法16随堂练习随堂练习2 2下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是()A A纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B B当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层不能对铁制品当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层不能对铁制品起保护作用起保护作用C C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法D D可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀保护它不受腐蚀D173、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序_(5)(2)(1)(3)(4)184、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_(4)(2)(1)(3)195.5.下图为牺牲阳极的阴极保护法的实验装置，此装置下图为牺牲阳极的阴极保护法的实验装置，此装置 中中ZnZn电极上的电极反为电极上的电极反为；如果将；如果将ZnZn换成换成PtPt，一段时间后，在铁电极，一段时间后，在铁电极区滴入区滴入2 2滴黄色滴黄色K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6(铁氰化钾铁氰化钾)溶液时，烧杯中溶液时，烧杯中的现象是的现象是，发生的，发生的反应的离子方程式是反应的离子方程式是。Zn2e-Zn2产生蓝色沉淀产生蓝色沉淀3Fe2+2Fe(CN)63Fe3Fe(CN)6220