四川省成都市经开实验中学高二化学 4.4 金属的电化学腐蚀与防护课件.ppt

第四节金属的电化学腐蚀与防护 一 金属的电化学腐蚀1 金属的腐蚀 气体或液体 氧化还原 氧化反应 干燥气体 非电解质 不纯 电解质 失去电子 原电池反应 2 电化学腐蚀 1 钢铁的析氢腐蚀 当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时 将发生析氢腐蚀 fe是负极 c是正极 发生的电极反应为 2 钢铁的吸氧腐蚀 当钢铁表面的电解质溶液呈中性或弱酸性并溶有 时 将会发生吸氧腐蚀 负极反应为 2fe 4e 2fe2 正极反应为 总反应式为 生成的fe oh 2在空气中发生变化的化学方程式是 二 金属腐蚀的防护方法1 金属的防护 2 金属的电化学防护 1 牺牲阳极的阴极保护法应用原电池原理 让被保护金属作正极 另找一种活泼性较强的金属作负极 2 外加电流的阴极保护法利用电解原理 把被保护的钢铁设备作为阴极 用惰性电极作为辅助阳极 在电解质溶液里 接外加直流电源 化学腐蚀与电化学腐蚀比较 例1 如图装置中 u形管内为红墨水 a b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液 各加入生铁块 放置一段时间 下列有关描述错误的是 a 生铁块中的碳是原电池的正极b 红墨水柱两边的液面变为左低右高c 两试管中相同的电极反应式是 fe 2e fe2 d a试管中发生了吸氧腐蚀 b试管中发生了析氢腐蚀 解析 a为中性环境 发生吸氧腐蚀 氧气被消耗 气体压强减小 b中酸性较强 发生析氢腐蚀 有氢气放出 气体压强增大 所以红墨水柱两边的液面变为左高右低 故b项错 答案 b 跟踪训练1 2011年三明一中高二 有关如图装置的叙述正确的是 解析 该装置无外接电源 不是电解池装置 a b c错误 铁发生吸氧腐蚀 pt为正极 电极反应为 o2 2h2o 4e 4oh a 这是一个电解池装置 b 这是电解naoh溶液的装置 c 该装置中fe为阴极 电极反应为 fe 2e 2oh fe oh 2 d 该装置中pt为正极 电极反应为 o2 2h2o 4e 4oh d 金属腐蚀快慢的判断以及金属的防护1 金属腐蚀快慢的判断方法 1 在同一电解质溶液中 电解池原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防护措施的腐蚀 2 同一种金属在相同浓度不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为 强电解质溶液 弱电解质溶液 非电解质溶液 3 有无保护措施的腐蚀快慢顺序 无保护措施的金属腐蚀 有一定保护措施的金属腐蚀 牺牲阳极的阴极保护法引起的金属腐蚀 有外加电流的阴极保护法引起的金属腐蚀 4 对同一种电解质溶液来说 电解质溶液浓度越大 腐蚀越快 1 改变金属的内部结构例如 把铬 镍等加入普通钢里制成的不锈钢 就大大地增加了钢铁对各种腐蚀的抵抗力 2 在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖致密的保护层 从而使金属制品跟周围物质隔离开来 覆盖保护层的方法有以下几种 在表面涂抹油脂 油漆等 用电镀 热镀 喷镀的方法 在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属 如在钢铁表面镀锌 锡 铬 镍等 用化学方法使金属表面生成一层致密而稳定的氧化膜 例如 工业上常借一些溶液的氧化作用 在机器零件 精密仪器 枪炮等钢铁制件的表面上形成一层致密的黑色的四氧化三铁薄膜 2 金属的防护方法 3 电化学保护法 牺牲阳极的阴极保护法将还原性较强的金属作为保护极与被保护金属相连构成原电池 还原性较强的金属将作为负极发生氧化反应而被损耗 被保护金属作为正极就可以避免被腐蚀 这种保护法牺牲了阳极保护了阴极 如 外加电流的阴极保护法将被保护金属与外加直流电源的负极相连让其成为阴极 而将外加直流电源的正极接到惰性电极上 让其成为阳极 如 例2 家用炒菜铁锅用水清洗放置后 出现红棕色的锈斑 某同学拟对其原理及条件进行分析 1 该同学准备了下列实验用品 20 nacl溶液 蒸馏水 酚酞试液 kscn溶液 新制氯水 纯铁丝 碳棒 u形管 导线等 请你帮他设计一个实验方案来验证钢铁吸氧腐蚀的电极产物 简述操作过程并写出溶液中有关反应的离子方程式 操作过程 有关的离子方程式 解析 1 为加速腐蚀应选用20 nacl溶液为电解质溶液 以纯铁丝和碳棒作两极 分别针对两极产物fe2 和oh 进行检验 答案 1 用导线连接纯铁丝和碳棒后插入盛有20 nacl溶液的u形管中 放置数分钟 向插入纯铁丝的一端滴入1 2滴kscn溶液未显色 再滴入氯水显 血 红色 证明负极有fe2 生成 向插入碳棒的一端滴入酚酞溶液 溶液显红色 证明有oh 生成 2fe2 cl2 2fe3 2cl fe3 3scn fe scn 3 2 将一铜棒 碳棒用导线连接后 插入内盛20 氯化钠溶液的u形管中 现要求利用此装置 电极材料 溶液浓度均不变 采取适当的措施来提高电池的放电效率 该操作可以是 答案 向插入碳棒的溶液中通入氧气或空气 解析 具备构成原电池的基本条件 在正极上发生还原反应的是空气中的o2 3 目前我国许多大型铜质文物露天放置腐蚀严重 在不影响观瞻效果的条件下 除用加保护层法保护外 请你再提出一项简单而有效的保护方法并简述其保护原理 解析 在众多限制下 只能考虑电化学保护法 答案 将铁块 或锌块 连接文物底座并埋入地下 定期更换 原理是 使文物成为原电池的正极 或使铜文