选修4第四章第四节

1、第四章第四章 电化学基础电化学基础第四节第四节 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护高二备课组高二备课组金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护金属腐蚀金属腐蚀 我国是世界上钢铁产量最多的国家，可每年被我国是世界上钢铁产量最多的国家，可每年被腐蚀的铁占到十分之一，因为金属腐蚀而造成腐蚀的铁占到十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失的损失约合人民币：约合人民币：3000亿元，亿元，据统计，金属据统计，金属腐蚀造成的损失已腐蚀造成的损失已远远超过远远超过水灾、火灾、风灾水灾、火灾、风灾和地震的和地震的总和。总和。阅读阅读 阅读阅读金属的腐蚀概念金属腐蚀是指金属与周围的 物质发生 反应而引起

2、损耗的现象特征金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面会发生变化本质金属腐蚀的本质是金属失去电子变成阳离子，发生 .类型化学腐蚀金属与接触到的 (如O2、Cl2、SO2等)或 液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀电化学腐蚀 的金属与 溶液接触时，会发生 ，比较活泼的金属 而被氧化的腐蚀。电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大气体或液体气体或液体 氧化还原氧化还原 氧化反应氧化反应 干燥气体干燥气体 非电解质非电解质 不纯不纯 电解质电解质 原电池反应原电池反应 失去电子失去电子 一般情况下，温度的升高会加快化一般情况下，温度的升高会加快化学反应速率。因此，温度对化学腐蚀的学反应速率。因

3、此，温度对化学腐蚀的影响较明显。影响较明显。电化学腐蚀过程中由于电化学腐蚀过程中由于电解质溶液的酸碱性不电解质溶液的酸碱性不同同，可将电化学腐蚀分，可将电化学腐蚀分为为 ：析析H2腐蚀腐蚀吸吸O2腐蚀腐蚀正极：正极： 2H+ 2e- =H2 负极：负极： Fe - 2e- = Fe2+电池反应：电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 分析：当钢铁处于分析：当钢铁处于酸性酸性电解质中时，电解质中时，易发生易发生析氢腐蚀析氢腐蚀；1.析氢腐蚀析氢腐蚀2.吸氧腐蚀吸氧腐蚀负极：负极： Fe - 2e- = Fe2+正极：正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-电池反应：电池反应

4、： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2分析：在分析：在中性中性或或酸性酸性很弱很弱或或碱性碱性电解质中，电解质中，易发生易发生吸吸O2腐蚀腐蚀。注：注：析析H2腐蚀和吸腐蚀和吸O2腐蚀都属于电化学腐蚀。腐蚀都属于电化学腐蚀。问题讨论问题讨论请分析铁锈的形成原因是什么？请分析铁锈的形成原因是什么？负极：负极： Fe - 2e- = Fe2+正极：正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-电池反应：电池反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3 = Fe2O3+3H2O铁与酸直接反应，铁发铁与酸直接反应，铁

5、发生化学腐蚀。腐蚀速率生化学腐蚀。腐蚀速率较慢。较慢。铁作负极，铁作负极，C作正极，形成作正极，形成原电池，发生电化学腐蚀，原电池，发生电化学腐蚀，速率较快。速率较快。请比较下面两个反应，谁的速率较快？请比较下面两个反应，谁的速率较快？图一图一交流与讨论交流与讨论1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在的水更强，而在电解质溶液电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。中，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

6、面至今很少有年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。铁锈出现。是由于南极的温度常年在是由于南极的温度常年在0以下，说明在温度越高，以下，说明在温度越高，腐蚀越快。腐蚀越快。化学腐蚀与电化腐蚀的异同化学腐蚀与电化腐蚀的异同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单金属跟非金属单质直接接触质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，电化腐蚀更普遍比一比：比一比：3.下列各

7、情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是的顺序是(5) (2) (1) (3) (4)课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习1、如图、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀腐蚀,电极反应式为：负极：电极反应式为：负极： ,正极：正极：若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈 性，发生腐蚀，电极反应式为：性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：负极： 正极：正极： 。（2）中性或碱性中性或碱性 吸吸O2Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性酸性析析H2

8、Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 原理原理 ：应用原电池原理，让应用原电池原理，让被保护的金属被保护的金属做做正正极极，不反应，起到保护作用；另找一种，不反应，起到保护作用；另找一种活泼性强的金属作负极，反应受到腐蚀活泼性强的金属作负极，反应受到腐蚀。1.1.牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法二、金属的电化学保护二、金属的电化学保护 牺牲阳极牺牲阳极的的阴极阴极保护法保护法示意图示意图2.2.外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法辅助阳极辅助阳极（不溶性）（不溶性）应用电解池原理，使应用电解池原理，使被保护的金属被保护的金属作为作为阴极阴极，与电源负极相连得到保护。与电源负极相连得到保护。示意图示意图注：此法主要用于防止土壤、海水及水注：此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。中金属设备的腐蚀。纯铁和生铁分别与等浓度的盐酸反应，哪种反应更快？探究一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐探究一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀？为什么？蚀？为什么？探究二、纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？探究二、纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？金属防护的几种重要方法金属防