山东省沂水县第一中学11-12学年高中化学 4.4《金属的电化学腐蚀与防护》课件 新人教版选修4VIP

选修4第四章电化学基础 第四节金属的电化学腐蚀与防护 几种常见的金属腐蚀 铁在潮湿的空气中生锈 铜在潮湿的空气中产生铜绿 铁被酸雨腐蚀 镁 铝等活泼金属表面形成氧化膜 金属腐蚀的共同特点 金属原子失电子呈正价 发生氧化反应 一 金属腐蚀 失电子 氧化反应 2 本质 1 定义 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 M ne Mn 向铁粉中加入少量的炭粉 混合均匀后 撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两支试管分别标记为a b中 按图4 17装置好仪器 几分钟后 打开止水夹 观察 比较导管中水柱 在水中滴加几滴红墨水 的变化和试管中的现象 实验现象 装置a中的导管中水柱上升 装置b中的导管中水柱下降 思考 导管中的水柱变化说明什么问题 讨论 小结 装置a中的导管中水柱上升 说明大试管内气体压强减小 a装置中有气体参加反应 装置b中的导管中水柱下降 说明大试管内气体生成 思考 向铁粉中加入炭粉的作用是什么 在a装置中铁 炭 氯化钠溶液及b装置中铁 炭 醋酸均构成原电池 能加快化学反应速率 负极 正极 电池反应 吸氧腐蚀 发生条件 a装置中 钢铁处于极弱酸性或中性溶液中 Fe 2e Fe2 O2 2H2O 4e 4OH 2Fe O2 2H2O 2Fe OH 2 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 32Fe OH 3 Fe2O3 3H2O 进一步反应 正极 负极 b装置中 电池反应 析氢腐蚀 发生条件 钢铁处于酸性较强环境中 Fe 2e Fe2 2H 2e H2 Fe 2H Fe2 H2 析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀 3 类型 化学腐蚀 形成原电池 一般情况下 金属的电化学腐蚀更为普遍 不能形成原电池 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 金属跟非金属单质直接接触 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 两者往往同时发生 电化腐蚀更普遍 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或碱性 电极反应 负极Fe Fe 2e Fe2 2Fe 4e 2Fe2 正极C 2H 2e H2 O2 2H2O 4e 4OH 总反应 Fe 2H Fe2 H2 2Fe 2H2O O2 2Fe OH 2 4Fe OH 2 2H2O O2 4Fe OH 3 联系 1 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 因此 电化学腐蚀更容易进行 2 1910年遗留在南极的食品罐头盒 其表面至今很少有铁锈出现 说明在低温下 腐蚀更难进行 应用拓展 3 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 说明酸性条件下金属更容易被腐蚀 4 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 空气中的CO2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 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 应用拓展 二 金属的电化学防腐 1 原理 防止金属失电子 2 牺牲阳极的阴极保护法 形成原电池反应时 让被保护金属做正极 活泼金属做负极 将被保护金属作为电解池的阴极 另一导电物质作为阳极 在外加直流电的作用下使阴极得到保护 3 外加电流的阴极保护法 金属防护的几种重要方法 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 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 小结 课堂练习 1 如图 水槽中试管内有一枚铁钉 放置数天观察 1 若液面上升 则溶液呈性 发生腐蚀 电极反应式为 负极 正极 若液面下降 则溶液呈性 发生腐蚀 电极反应式为 负极 正极 2 中性或弱酸性 吸氧 Fe