人教-选修4-金属的电化学腐蚀和防护１.ppt

第四节金属的化学腐蚀和防护 1 2 金属阳离子 失e 氧化反应 金属腐蚀的类型 化学腐蚀 电化腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 常见普遍 金属原子 金属腐蚀的本质 3 金属腐蚀 金属 或合金 跟周围接触到的气体 或液体 反应而腐蚀损耗的过程 一 金属的电化学腐蚀 金属的化学腐蚀 金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀 特点 反应简单 金属与氧化剂之间的氧化还原反应 电化学腐蚀 不纯的金属或合金与电解质溶液接触 会发生原电池反应 比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀 钢铁表面形成的微小原电池示意图 钢铁的析氢腐蚀示意图 钢铁的吸氧腐蚀示意图 4 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 Fe2O3 nH2O 铁锈 通常两种腐蚀同时存在 但以后者更普遍 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜呈酸性 水膜呈中性或酸性很弱 电极反应 负极Fe Fe 2e Fe2 2Fe 4e 2Fe2 正极C 2H2O 2e H2 2OH O2 2H2O 4e 4OH 总反应 Fe 2H2O Fe OH 2 H2 2Fe 2H2O O2 2Fe OH 2 4Fe OH 2 2H2O O2 4Fe OH 3 联系 原理 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 1 牺牲阳极的阴极保护法 二 金属的电化学防护 相互关系 往往同时发生 电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多 牺牲阳极的阴极保护法示意图 2 外加电流的阴极保护法将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极 使被保护的金属作为阴极 在外加直流电的作用下使阴极得到保护 此法主要用于防止土壤 海水及水中金属设备的腐蚀 金属腐蚀的快慢 电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防护措施的腐蚀 同一金属在不同物质中腐蚀的快慢 强电解质 弱电解质 非电解质 例题 例2 下列叙述中 可以说明金属甲比乙活泼性强的是 C 将甲乙作电极组成原电池时甲是负极 A 甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中 乙溶解 甲上有H2气放出 B 在氧化 还原反应中 甲比乙失去的电子多 D 同价态的阳离子 甲比乙的氧化性强 C 例1 下列制氢气的反应速率最快的是 粗锌和1mol L硫酸 B A 纯锌和1mol L硫酸 纯锌和18mol L硫酸 C 粗锌和1mol L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液 D D 例3 下列各情况 在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 5 2 1 3 4 例4 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 例5 分析右图 按要求写出有关反应方程式 1 铁棒上的电极反应式为 2 碳棒上的电极反应式为 3 溶液中发生反应的化学方程式 镍 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 Cd OH 2 2Ni OH 2 放电 充电 A Cd D B NiO OH D Ni OH 2 C Cd OH 2 2Fe 2H2O O2 2Fe OH 2 4Fe OH 2 2H2O O2 4Fe OH 3 O2 2H2O 4e 4OH 2Fe 4e 2Fe2 例6 盐酸与锌片反应时 若加入可溶性醋酸铜 CH3COO 2Cu 将产生两种影响生成速率的因素 其一是 其二是 有M N两种金属 分别与盐酸反应 产生H2速率相近 试设计一个实验比较M N两种金属的活泼性 H 与CH3COO 结合生成CH3COOH 使H 浓度减小 从而减慢了反应速率 Zn置换出Cu形成了原电池 从而加快了反应速率 例8 例7 课堂练习 1 把a b c d4块金属片浸入稀硫酸中 用导线两两相连可以组成几个原电池 若a b相连时a为负极 c d相连时电流由d到c a c相连时c极上产生大量气泡 b d相连时b上有大量气泡产生 则四种金属的活动性顺序由强到弱为 a c d b 2 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