高中化学第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护课件新人教版选修4

1、第第四四章章第第四四节节课前预习课前预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通创新演练创新演练大冲关大冲关设计设计设计设计2 2考点一考点一考点二考点二课堂课堂1010分钟练习分钟练习课堂课堂5 5分钟归纳分钟归纳设计设计3 3课下课下3030分钟演练分钟演练返回返回返回返回返回 (1)原电池中，较活泼的金属原电池中，较活泼的金属 电子，发电子，发生生 反应，而使金属被氧化。如反应，而使金属被氧化。如ZnCu稀稀H2SO4原电池中，被氧化的金属为原电池中，被氧化的金属为 ，被保护，被保护的金属为的金属为 。失去失去氧化氧化ZnCu返回 (2)电解池中，若阳极不是惰性电极，则阳极金电解池中，若

2、阳极不是惰性电极，则阳极金属属 电子，发生电子，发生 反应，引起阳极金属不反应，引起阳极金属不断损耗，而阴极金属受到保护。如图所示：断损耗，而阴极金属受到保护。如图所示：失去失去氧化氧化被氧化的金属为被氧化的金属为 ，被保护的金属为，被保护的金属为 。CuFe返回返回 一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀 1 1概念概念 金属或合金与周围接触到的金属或合金与周围接触到的 进行进行 而腐蚀损耗的过程。而腐蚀损耗的过程。 2 2本质本质 金属原子金属原子 电子变为电子变为 离子，金属发生离子，金属发生 反应。反应。气体或液体气体或液体化学反应化学反应失去失去阳阳氧化氧化返回 3 3分类分类 (1)(1)化

3、学腐蚀：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。金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。 (2)(2)电化学腐蚀：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，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。比较活泼的金属失电子而被氧化。返回返回(2)(2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较：析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀图形图形描述描述条件条件水膜水膜 水膜呈水膜呈 或或 酸性较强酸性较强中性中性酸性很弱酸性很弱返回析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀电电极极反反应应负极负极Fe2e=Fe22Fe

4、4e=2Fe2正极正极C 总反总反应应 2H2e= H2Fe2H= Fe2H2O22H2O4e=4OH2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2返回 二、金属的防护二、金属的防护 1 1金属的电化学防护金属的电化学防护 (1)(1)牺牲阳极的阴极保护法：牺牲阳极的阴极保护法： 应用应用 原理，让被保护金属作原理，让被保护金属作 极，另极，另找一种活泼性较强的金属作找一种活泼性较强的金属作 极。极。 如图所示：如图所示：原电池原电池正正负负返回 (2) (2)外加电源的阴极保护法：外加电源的阴极保护法： 利用利用 原理，把被保护的钢铁设备作为原理，把被保护的钢铁设备作为 极，极，用惰性电极作为辅助用惰

5、性电极作为辅助 极，在电解质溶液里，接外加极，在电解质溶液里，接外加 。 如图所示：如图所示：电解电解阴阴直流电源直流电源阳阳返回 2 2改变金属的内部组织结构改变金属的内部组织结构 制成防腐合金。如不锈钢。制成防腐合金。如不锈钢。 3 3加保护层加保护层 如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或使表面钝化等。使表面钝化等。返回返回1钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是是 ()A2H2e=H2BFe22e=FeC2H2OO24e=4OH DFe3e=Fe2返回分析：分析：钢铁发生吸氧腐蚀时，钢铁发生吸氧腐蚀时

6、，负极反应式为负极反应式为Fe2e=Fe2，正极反应式为正极反应式为O24e2H2O=4OH。答案：答案：C返回返回分析：分析：钢铁发生吸氧腐蚀时，钢铁发生吸氧腐蚀时，Fe作负极，电极反应作负极，电极反应式为式为Fe2e=Fe2，C作正极，正极反应式为作正极，正极反应式为O24e2H2O=4OH，因此，因此O2被还原，由于产生被还原，由于产生OH，故溶液中，故溶液中c(OH)增大；钢铁发生析氢腐蚀或增大；钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，均是吸氧腐蚀时，均是Fe被氧化。被氧化。答案：答案：C返回3相同材质的铁在图中四种情况下最不易被腐蚀相同材质的铁在图中四种情况下最不易被腐蚀的是的是 ()返回分析

7、：分析：A、D两项中易发生析氢腐蚀；两项中易发生析氢腐蚀；B项中易发项中易发生吸氧腐蚀。生吸氧腐蚀。答案：答案：C返回4用用“短线短线”将下列金属的防护方法连线。将下列金属的防护方法连线。(1)加保护层加保护层 A钢闸门与直流电钢闸门与直流电 源负极相连源负极相连(2)牺牲阳极阴极保护法牺牲阳极阴极保护法 B电线外面包塑料法电线外面包塑料法(3)外加电源的阴极保护法外加电源的阴极保护法 C普通钢制镍铬钢普通钢制镍铬钢(4)改变内部结构改变内部结构 D轮船外壳装上锌块轮船外壳装上锌块答案：答案：(1)B(2)D(3)A(4)C返回5思考讨论：结合金属腐蚀的本质，分析金属防护的本思考讨论：结合金属

8、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？质是什么？在电化学防护中是如何做的？答案：答案：金属腐蚀的本质是金属被氧化剂氧化变成金属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，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。极反应，从而不被氧化。返回返回返回化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀定定义义金属跟接触到金属跟接触到的物

9、质直接发的物质直接发生化学反应引生化学反应引起的腐蚀起的腐蚀不纯金属不纯金属(或合金或合金)跟接触到的电解质跟接触到的电解质溶液所发生的原电池反应，较活泼金溶液所发生的原电池反应，较活泼金属原子失去电子被氧化而引起的腐蚀属原子失去电子被氧化而引起的腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀条条件件金属与干燥气金属与干燥气体或非电解质体或非电解质直接接触直接接触水膜中溶有水膜中溶有O2，呈，呈极弱酸性或中性极弱酸性或中性水膜酸性较强水膜酸性较强返回化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀现象现象无电流产生无电流产生有微弱电流产生有微弱电流产生反应式反应式(以铁腐以铁腐蚀为例蚀为例)2Fe3Cl2=2FeC

10、l3负极：负极：Fe2e=Fe2正极：正极：2H2OO24e=4OH正极：正极：2H2e=H2联系联系两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、危害更大学腐蚀更普遍、危害更大返回 例例1下列有关金属腐蚀的说法中正确的是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生化学反应而损耗的过程返回 C钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负

11、极吸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，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但电化学腐蚀伴有电流产生返回 解析解析金属腐蚀的本质，主要是金属原子失电子被金属腐蚀的本质，主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触，腐蚀主要包括化属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，所以学腐蚀和电化学腐蚀，所以A错误；电化学腐蚀指不纯金错误；电化学腐蚀指不纯

12、金属发生原电池反应而损耗的过程，不需要外加电流，所以属发生原电池反应而损耗的过程，不需要外加电流，所以B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，而不是负极吸收氧气，所以而不是负极吸收氧气，所以C错误；只有选项错误；只有选项D正确。正确。 答案答案D返回金属腐蚀类型的判断方法金属腐蚀类型的判断方法 (1)(1)根据是否发生原电池反应来判断。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。蚀，否则属于化学腐蚀。返回 (2) (2)根据金属的活动性及电解质

13、溶液的酸性判断，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。后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。返回返回 1 1金属腐蚀快慢的判断方法金属腐蚀快慢的判断方法 (1)(1)在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀 原原电池原理引起的腐蚀电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀化学腐蚀 有防护措

14、施的腐蚀。有防护措施的腐蚀。 (2)(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为：强电解质溶液为：强电解质溶液 弱电解质溶液弱电解质溶液 非电解质溶液。非电解质溶液。返回 (3) (3)无保护措施的金属腐蚀无保护措施的金属腐蚀 有一定保护措施的有一定保护措施的金属腐蚀金属腐蚀 牺牲阳极的阴极金属的腐蚀牺牲阳极的阴极金属的腐蚀 有外接电源有外接电源的阴极金属腐蚀。的阴极金属腐蚀。 (4)(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。越大，腐蚀越快。返回2 2金属的防护措施金属的防护措施返回 例例22下

15、列有关金属的保护方法的说法中正确下列有关金属的保护方法的说法中正确的是的是 ( () ) A A常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破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损后仍能起到防止铁生锈的作用 B B白铁白铁( (镀锌铁镀锌铁) )镀层破损后，铁皮的腐蚀速率镀层破损后，铁皮的腐蚀速率很慢很慢返回 C C轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是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利用了牺牲阴极的阳极保护法 D D钢铁制造的暖气管道外常涂有一些沥青，这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是钢铁的电化学保护法返回 解

16、析解析 A A项中涂层破损后，铁直接暴露在空气中，项中涂层破损后，铁直接暴露在空气中，因而搪瓷层不能对破损部分进行保护；因而搪瓷层不能对破损部分进行保护；B B项中镀层破损项中镀层破损后由于锌的金属性比铁强，和铁构成原电池，锌作负后由于锌的金属性比铁强，和铁构成原电池，锌作负极，保护铁不被腐蚀；极，保护铁不被腐蚀；C C选项应是牺牲阳极的阴极保护选项应是牺牲阳极的阴极保护法；法；D D项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。 答案答案 B B返回 电镀、喷镀、涂油漆、涂油脂或涂沥青是在电镀、喷镀、涂油漆、涂油脂或涂沥青是在金属表面覆盖防护层的防护措施，不属于电化学金

17、属表面覆盖防护层的防护措施，不属于电化学防护措施。常说的电化学保护法有牺牲阳极的阴防护措施。常说的电化学保护法有牺牲阳极的阴极保护法和外加电源的阴极保护法，应用时注意极保护法和外加电源的阴极保护法，应用时注意区分，不能混淆。区分，不能混淆。返回返回 (1) (1)化学腐蚀是金属与接触到的非电解质直接发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。属以发生电化学腐蚀为主。 (2)(2)不能金属或合金表面水膜酸性较强时发生析不能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