人教版选修4 第4章第4节 金属的电化学腐蚀与防护 课件（共25张PPT）.ppt

第四章电化学基础 第四节金属的电化学腐蚀与防护 钢铁生锈 金属的腐蚀在生活中非常普遍 1 原电池中 较活泼的金属电子 发生反应 而使金属被氧化 如zn cu 稀h2so4原电池中 被氧化的金属为 被保护的金属为 失去 氧化 zn cu 2 电解池中 若阳极不是惰性电极 则阳极金属电子 发生反应 引起阳极金属不断损耗 而阴极金属受到保护 如图所示 失去 氧化 被氧化的金属为 被保护的金属为 cu fe 一 金属的腐蚀1 概念金属或合金与周围接触到的进行而腐蚀损耗的过程 2 本质金属原子电子变为离子 金属发生反应 气体或液体 化学反应 失去 阳 氧化 3 分类 1 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 2 电化学腐蚀 不纯的金属跟电解质溶液接触时 会发生原电池反应 比较活泼的金属失电子而被氧化 2 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 酸性较强 中性 酸性很弱 2h 2e h2 fe 2h fe2 h2 o2 2h2o 4e 4oh 2fe 2h2o o2 2fe oh 2 1 钢铁发生吸氧腐蚀 正极上发生的电极反应是 a 2h 2e h2 b fe2 2e fec 2h2o o2 4e 4oh d fe3 e fe2 分析 钢铁发生吸氧腐蚀时 负极反应式为fe 2e fe2 正极反应式为o2 4e 2h2o 4oh c 分析 钢铁发生吸氧腐蚀时 fe作负极 电极反应式为fe 2e fe2 c作正极 正极反应式为o2 4e 2h2o 4oh 因此o2被还原 由于产生oh 故溶液中c oh 增大 钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时 均是fe被氧化 c 二 金属的防护1 金属的电化学防护 1 牺牲阳极的阴极保护法 应用原理 让被保护金属作极 另找一种活泼性较强的金属作极 如图所示 原电池 正 负 2 外加电源的阴极保护法 利用原理 把被保护的钢铁设备作为极 用惰性电极作为辅助极 在电解质溶液里 接外加 如图所示 电解 阴 直流电源 阳 2 改变金属的内部组织结构制成防腐合金 如不锈钢 3 加保护层如在金属表面喷油漆 涂油脂 电镀 喷镀或使表面钝化等 3 相同材质的铁在图中四种情况下最不易被腐蚀的是 分析 a d两项中易发生析氢腐蚀 b项中易发生吸氧腐蚀 c 4 用 短线 将下列金属的防护方法连线 1 加保护层a 钢闸门与直流电源负极相连 2 牺牲阳极阴极保护法b 电线外面包塑料法 3 外加电源的阴极保护法c 普通钢制镍铬钢 4 改变内部结构d 轮船外壳装上锌块答案 1 b 2 d 3 a 4 c 5 思考讨论 结合金属腐蚀的本质 分析金属防护的本质是什么 在电化学防护中是如何做的 答案 金属腐蚀的本质是金属被氧化剂氧化变成金属阳离子 因此金属防护的本质是避免金属接触氧化剂 或采取措施使金属不被氧化 在电化学防护中使被保护的金属作原电池的正极或电解池的阴极 不参与电极反应 从而不被氧化 金属跟干燥气体或非电解质液体直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 无电流产生 有微弱电流产生 金属被氧化 较活泼金属被氧化 化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 与接触物质的氧化性及温度有关 与电解质溶液的酸碱性及金属活性有关 两者往往同时发生 电化学腐蚀更普遍 下列有关金属腐蚀的说法中正确的是 a 金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程b 电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程 c 钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀 负极吸收氧气 产物最终转化为铁锈d 金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同 但电化学腐蚀伴有电流产生 d 金属腐蚀类型的判断方法 1 根据是否发生原电池反应来判断 发生原电池反应引起的金属腐蚀 属于电化学腐蚀 否则属于化学腐蚀 2 根据金属的活动性及电解质溶液的酸性判断 位于金属活动性顺序中氢前面的金属 在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀 在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀 金属活动性顺序氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀 金属腐蚀快慢的判断方法 1 在同一电解质溶液中 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 2 同一种金属在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 无保护措施的金属腐蚀 有一定保护措施的金属腐蚀 牺牲阳极的阴极金属的腐蚀 有外接电源的阴极金属腐蚀 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 2 金属的防护措施 下列有关金属的保护方法的说法中正确的是 a 常使用的快餐杯表面有一层搪瓷 搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用b 白铁 镀锌铁 镀层破损后 铁皮的腐蚀速率很慢 c 轮船的船壳水线以下常装有一些锌块 这是利用了牺牲阴极的阳极保护法d 钢铁制造的暖气管道外常涂有一些沥青 这是钢铁的电化学保护法 b 1 化学腐蚀是金属与接触到的非电解质直接发生化学反应 反应过程中无电流产生 电化学腐蚀是不纯金属形成原电池 反应过程中产生电流 金属以发生电化学腐蚀为主 2 金属或合金表面水膜酸性较强时发生析氢腐蚀 酸性较弱或中性时发生吸氧腐蚀 且后者更为普遍 注意事项 3 吸氧腐蚀的正极反应为o2 4e 2h2o