第七章原电池与金属腐蚀

1、ChemistryChemistry1第七章第七章 原电池与金属腐蚀原电池与金属腐蚀 第一节第一节 氧化还原反应及其方程式的配平氧化还原反应及其方程式的配平第二节第二节 原电池原电池第三节第三节 电极电势的应用电极电势的应用第四节第四节 金属腐蚀与防护金属腐蚀与防护ChemistryChemistry2氧化数氧化数定义为某元素一个原子的定义为某元素一个原子的荷电数荷电数，这种荷电数，这种荷电数由假设把每个化学键中的电子指定给电负性较大的原由假设把每个化学键中的电子指定给电负性较大的原子而求得。子而求得。氧化数的确定规则：氧化数的确定规则： (1) (1) 在在单质单质中，元素的氧化数为中，元素

2、的氧化数为零零。（2 2）单原子离子单原子离子中，元素的氧化数等于该离子所带中，元素的氧化数等于该离子所带的的电荷数电荷数。一一、氧化数（表示元素在化合物中所处的化合状态）、氧化数（表示元素在化合物中所处的化合状态）ChemistryChemistry3（3 3）离子离子的总电荷数等于各元素原子氧化数的代数的总电荷数等于各元素原子氧化数的代数和和；中性中性分子中，所有元素原子氧化数的代数和等于分子中，所有元素原子氧化数的代数和等于零零。(4) (4) 氧氧元素在化合物中的氧化数一般为元素在化合物中的氧化数一般为-2-2，但在过氧化物，但在过氧化物（如（如H H2 2O O2 2、NaNa2 2

3、O O2 2等）中，氧的氧化数为等）中，氧的氧化数为-1-1；在超氧化物（如；在超氧化物（如KOKO2 2）中氧化数为）中氧化数为- 1/2 ;- 1/2 ;在氧的氟化物（如在氧的氟化物（如O O2 2F F2 2、OFOF2 2）中，氧）中，氧化数分别为化数分别为+1+1和和+2+2；(5)(5)氢氢在化合物中的氧化数一般为在化合物中的氧化数一般为+1+1，但在活泼金属的氢化物，但在活泼金属的氢化物中（如中（如NaHNaH等），氢的氧化数为等），氢的氧化数为-1-1；ChemistryChemistry4标出标出Mn元素的氧化数元素的氧化数 MnO4- MnO42- 标出铬的氧化数标出铬的氧

4、化数 Cr2O3 CrO42- Cr2O72- 7 +6 +3 +6 +6 ChemistryChemistry5v 氧化还原定义：氧化还原定义： 2H2 + O2 =2H2O CuO+H2=Cu+H2O Zn+Cu2+=Cu+Zn2+氧化还原反应：氧化还原反应：凡是有电子凡是有电子得失得失或者共用电子对或者共用电子对偏移偏移(电子转移电子转移)的一类反应的一类反应称称氧化还原反应氧化还原反应。其特征是反应前后有些元素的。其特征是反应前后有些元素的氧化数氧化数升高、升高、有的降低。有的降低。 氧化氧化失电子的过程失电子的过程 还原还原得电子的过程得电子的过程 氧化还反应的氧化还反应的本质本质电

5、子得失电子得失二、氧化还原反应及其方程式的配平二、氧化还原反应及其方程式的配平ChemistryChemistry6氧化剂氧化剂 + + 还原剂还原剂 还原产物还原产物 + + 氧化产物氧化产物失电子、氧化数升高，被氧化失电子、氧化数升高，被氧化得电子、氧化数降低，被还原得电子、氧化数降低，被还原氧化还原反应氧化还原反应特点：特点：在同一反应中，有失电子的物质在同一反应中，有失电子的物质还原剂，同时有得电还原剂，同时有得电子的物质子的物质氧化剂，氧化剂，7二、氧化还原反应的配平二、氧化还原反应的配平1 1、氧化数法：、氧化数法：原则：氧化数降低值原则：氧化数降低值= =氧化数增加值氧化数增加值

6、 反应前后原子总数相等反应前后原子总数相等（1 1）写出基本反应式）写出基本反应式 （2 2）找出氧化剂中元素氧化数降低的数值和还原剂中元）找出氧化剂中元素氧化数降低的数值和还原剂中元素氧化数升高的数值素氧化数升高的数值 HClO3 + P4 HCl + H3PO4( - -1 ) ( ( +5 ) = - - 6( + +5 ) 0 0 4 4 = + 208（3）按照最小公倍数的原则对各氧化数的变化值相应）按照最小公倍数的原则对各氧化数的变化值相应的系数的系数10和和3，使氧化数降低值和升高值相等，都是，使氧化数降低值和升高值相等，都是60 （4）找出的系数分别写在氧化剂和还原剂的分子式前

7、面）找出的系数分别写在氧化剂和还原剂的分子式前面，并使方程式两边的，并使方程式两边的Cl和和P原子数目相等原子数目相等 （5）检查两边的）检查两边的H原子数目，找出参加反应的水分子数原子数目，找出参加反应的水分子数 ChemistryChemistry9原则：原则：1、还原剂失去电子总数等于氧化剂得到电子总数、还原剂失去电子总数等于氧化剂得到电子总数2、反应物和产物各元素原子总数相等，反应物和产物离子、反应物和产物各元素原子总数相等，反应物和产物离子 电荷总数相等电荷总数相等 先将两个半反应配平，先将两个半反应配平， 再将两个半反应合并为氧化还原再将两个半反应合并为氧化还原反应的方法称为反应的

8、方法称为离子离子-电子法电子法2、离子、离子-电子法：电子法：ChemistryChemistry10 (1) 将反应物和产物以离子形式写出，例如：将反应物和产物以离子形式写出，例如： 2422MnOHClMnClH O (2) 将氧化还原反应分为两个半反应，一个发生氧将氧化还原反应分为两个半反应，一个发生氧化反应，另一个发生还原反应：化反应，另一个发生还原反应：2ClCl 242MnOHMnH O 离子离子- -电子法的配平步骤如下：电子法的配平步骤如下：氧化反应氧化反应还原反应还原反应ChemistryChemistry11 (3) 分别配平两个半反应，使半反应式两边的分别配平两个半反应，

9、使半反应式两边的原子总原子总数和电荷总数相等：数和电荷总数相等： 22ClCl2e242MnO8H5eMn4H O (4) 确定两个半反应得、失电子数的最小公倍数，确定两个半反应得、失电子数的最小公倍数，将两个半反应分别乘以相应系数，使其得、失电将两个半反应分别乘以相应系数，使其得、失电子数相等，再将两个半反应合并为一个配平的氧子数相等，再将两个半反应合并为一个配平的氧化还原反应的离子方程式：化还原反应的离子方程式： +2+4222MnO +10Cl +16H = 2Mn+5Cl +8H O210Cl5Cl10e+2+42)2MnO +16H +10e = 2Mn+8H OChemistryC

10、hemistry12 最后，在配平的离子方程式中添加不参与反最后，在配平的离子方程式中添加不参与反应的阳离子和阴离子，写出相应的化学式，就可应的阳离子和阴离子，写出相应的化学式，就可以得到配平的氧化还原反应方程式以得到配平的氧化还原反应方程式。ChemistryChemistry13一、一、 原电池原电池Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+Zn2+SO42-Cu2+SO42-盐桥铜极：铜极： Cu2+ + 2e-= Cu锌极：锌极： Zn = Zn2+ + 2e- 合并：合并：Zn+Cu2+=Zn2+Cu原电池将化学能转化为电能原电池将化学能转化为电能原电池原电池化学电源化学电源第第二节

11、二节 原电池原电池发生了氧化还原反应发生了氧化还原反应ChemistryChemistry14 原电池由两个半电池组成。在半电池中有一固态物原电池由两个半电池组成。在半电池中有一固态物质作为导体，称为质作为导体，称为电极电极，每一半电池都是由电极导体，每一半电池都是由电极导体和电解质溶液组成。和电解质溶液组成。 分别在两个半电池中发生的氧化反应或还原反应，分别在两个半电池中发生的氧化反应或还原反应，称为称为半电池反应半电池反应或或电极反应电极反应。原电池的两极所发生的。原电池的两极所发生的总的氧化还原反应称为总的氧化还原反应称为电池反应电池反应。ChemistryChemistry15（2）原

12、电池的符号表达式）原电池的符号表达式电池符号的书写有如下的规则：电池符号的书写有如下的规则：写出正极和负极的符号，负极（写出正极和负极的符号，负极（-）写在左边，正）写在左边，正 极（极（+）写在右边；）写在右边；用用“|”表示物质间的两相界面；表示物质间的两相界面；用用“”表示盐桥，盐桥左右分别为原电池的负极、表示盐桥，盐桥左右分别为原电池的负极、 正极；正极；如有多种离子参加反应，各离子之间用如有多种离子参加反应，各离子之间用“,隔开；隔开；注明参加反应各物质的浓度（气体注明分压）；注明参加反应各物质的浓度（气体注明分压）；无固体电极的电对，采用惰性电极起导电作用。惰无固体电极的电对，采用

13、惰性电极起导电作用。惰 性电极在电池符号中要表示出来。性电极在电池符号中要表示出来。ChemistryChemistry16 (-) ZnZn2+( 0.020molL-1) | Ni 2+( 0.080molL-1 )Ni(+)写出下列反应的原电池符号写出下列反应的原电池符号 Zn(s) +Ni 2+ ( 0.080molL-1 ) = Zn2+( 0.020molL-1) +Ni(s) ChemistryChemistry17二、电极电势二、电极电势电极电势电极电势 ：由电极和电解质溶液接触处存在双电层，导致金属及其盐溶由电极和电解质溶液接触处存在双电层，导致金属及其盐溶液间存在电势差（平

14、衡电势）。液间存在电势差（平衡电势）。它跟电极种类、溶液中相应离子它跟电极种类、溶液中相应离子的浓度，以及温度、压力等因素的浓度，以及温度、压力等因素有关。有关。 Zn2+SO42-Cu2+SO42-电动势：电动势：Cu-Zn原电池中发生了电子原电池中发生了电子的定向移动，说明两极间存在电势差，的定向移动，说明两极间存在电势差，这种电势差称为原电池的电动势，这种电势差称为原电池的电动势，用用E表示，单位表示，单位V E = + - - ChemistryChemistry18标准电极电势（标准电极电势（ ）标准氢电极标准氢电极 (H(H+ +/H/H2 2)电极反应电极反应 2H2H+ + +

15、2e +2e- - = H= H2 2规定电极电势规定电极电势 (H(H+ +/H/H2 2）=0.00V.=0.00V.c(Hc(H+ +)=1.0mol)=1.0mol L L-1-1H H2 2(100kPa)(100kPa)条件条件将镀有铂黑的铂片浸入将镀有铂黑的铂片浸入H H+ +水溶液中，水溶液中，并通入标准压力的并通入标准压力的H H2 2组成组成ChemistryChemistry19标准电极电势的测定标准电极电势的测定测定某电极的标准电极电势，由标准氢电极与标准状测定某电极的标准电极电势，由标准氢电极与标准状态下的某电极组成原电池，测定此原电池的电动势，态下的某电极组成原电池

16、，测定此原电池的电动势，根据根据 E E = = 正极正极 - - 负极负极求出待测标准电极相对于标准氢电极的电极电势求出待测标准电极相对于标准氢电极的电极电势 ，称其为该待测电极的标准电极电势。常见的电对的标称其为该待测电极的标准电极电势。常见的电对的标准电极电势见准电极电势见P93P93。(-)(-)标准氢电极标准氢电极 待测标准电极待测标准电极(+)(+)=ChemistryChemistry20标准状态：标准状态：v指定温度指定温度T T和标准压力和标准压力p p（100kPa100kPa）下该）下该物质的状态物质的状态v气体：各组分分压力为气体：各组分分压力为100kPa100kPa

17、的理想气体的理想气体v溶液：标准压力下溶质浓度为溶液：标准压力下溶质浓度为1mol/L1mol/Lv液体或固体：标准压力下的纯液体或固体液体或固体：标准压力下的纯液体或固体ChemistryChemistry21测定铜电极的标准电极电势的装置测定铜电极的标准电极电势的装置ChemistryChemistry22使用标准电极电势表应注意使用标准电极电势表应注意：（1 1）标准电极电势的值与电极反应书写方式无关）标准电极电势的值与电极反应书写方式无关表中采用的是表中采用的是还原电势还原电势，电极反应均写成还原反应形式，电极反应均写成还原反应形式如如标准铅电极：标准铅电极：做正极时，电极反应为做正极

18、时，电极反应为 PbPb2+2+2e+2e- -=Pb=Pb； ( (PbPb2+2+/Pb/Pb）=-0.1264V=-0.1264V 做负极时，电极反应为做负极时，电极反应为 Pb-2ePb-2e- - = Pb = Pb2+2+， ( (PbPb2+2+/Pb/Pb）=-0.1264V=-0.1264V即：即：标准电极电势与电极反应方向无关标准电极电势与电极反应方向无关 也可以是，也可以是，2Pb=2Pb2Pb=2Pb2+2+4e+4e- - (Pb(Pb2+2+/Pb/Pb）=-0.1264V=-0.1264V即：即：标准电极电势与半反应式中系数无关，仅表示在水溶液标准电极电势与半反应

19、式中系数无关，仅表示在水溶液中得失电子能力中得失电子能力ChemistryChemistry23（2）同一电对在不同介质（酸、碱）中，其电极反同一电对在不同介质（酸、碱）中，其电极反应和标准电极电势不同。应和标准电极电势不同。 如如ClO3-/Cl-电极：电极： 在酸性溶液中电极反应为：在酸性溶液中电极反应为： ClO3- + 6H+ + 6e- = Cl- + 3H2O (ClO3-/Cl-）=1.451V 在碱性溶液中电极反应为：在碱性溶液中电极反应为： ClO3- + 3H2O + 6e- = Cl- + 6OH- （ClO3-/Cl-）=0.62VChemistryChemistry2

20、4（3） 大小反映物质在水溶液中氧化大小反映物质在水溶液中氧化-还原能力的相对强弱还原能力的相对强弱 (Zn2+/Zn）= -0.76 V (Cu2+/Cu）= 0.34V Cu2+的氧化能力大于的氧化能力大于Zn2+ Zn的还原能力大于的还原能力大于Cu 大，氧化型的氧化能力强，是强氧化剂，还原型是大，氧化型的氧化能力强，是强氧化剂，还原型是 弱还原剂弱还原剂 小，还原型的还原能力强，是强还原剂，氧化型是小，还原型的还原能力强，是强还原剂，氧化型是弱氧化剂。弱氧化剂。ChemistryChemistry25（4） 值是在标准状态下的水溶液中测定的，对非值是在标准状态下的水溶液中测定的，对非水

21、溶液、高温下固相及液相反应不适用。水溶液、高温下固相及液相反应不适用。ChemistryChemistry26对于任意给定电极，其电极反应的通式为对于任意给定电极，其电极反应的通式为aa（氧化态氧化态）+nene-=bb（还原态还原态）则，其电极电势为：）则，其电极电势为：EE=EE+baccnFRT)()(ln还 原 态还 原 态氧 化 态氧 化 态vNernstNernst公式公式非标准态电极电势非标准态电极电势 非标准状态下进行的氧化还原反应，温度、浓非标准状态下进行的氧化还原反应，温度、浓度和压力对电极电势会产生影响，德国科学家度和压力对电极电势会产生影响，德国科学家NernstNer

22、nst推导出电极电势与反应温度、浓度（压力）、推导出电极电势与反应温度、浓度（压力）、溶液酸度之间的定量关系，即能斯特方程。溶液酸度之间的定量关系，即能斯特方程。ChemistryChemistry27EE=EE+badcOxcnV)(Re)(lg0592.0 Nernst方程说明，可利用改变反应物浓度的方方程说明，可利用改变反应物浓度的方法，控制物质的氧化还原能力法，控制物质的氧化还原能力当温度为当温度为 298.15 K 时，将时，将 T、R、F 的量值代入能斯的量值代入能斯特特方程，可得方程，可得:ChemistryChemistry28注意事项注意事项 ( ( 等同平衡常数表达式等同平

23、衡常数表达式) )1 1、固体、纯液体不出现在浓度项中、固体、纯液体不出现在浓度项中2 2、气体以其相对压力代入浓度项、气体以其相对压力代入浓度项3 3、除氧化态、还原态外，还有其他物质如：、除氧化态、还原态外，还有其他物质如：H H+ + ，OHOH- -等参加的电极它们的相对浓度也要代入浓度项等参加的电极它们的相对浓度也要代入浓度项4 4、若氧化态、还原态物质反应系数不为、若氧化态、还原态物质反应系数不为1 1，则能，则能斯特方程式中，相应于该物质的相对浓度项，应斯特方程式中，相应于该物质的相对浓度项，应以其相应的反应系数为指数的幂代入。以其相应的反应系数为指数的幂代入。Chemistry

24、Chemistry29例例7-1 7-1 计算在计算在298.15K298.15K时，时，ZnZn2+2+的浓度为的浓度为0.001mol/L0.001mol/L时的时的ZnZn2+2+/Zn/Zn电极的电势值。电极的电势值。解：点击反应方程式为：解：点击反应方程式为：ZnZn2+2+(aq)+2e(aq)+2e- - Zn(s) Zn(s)查表得：查表得： E E(Zn(Zn2+2+/Zn)=-0.76V/Zn)=-0.76V由能斯特方程式可得：由能斯特方程式可得：222lg2059. 0)/()/(ZnVZnZnEZnZnEVVV85. 0001. 0lg2059. 076. 0Chemi

25、stryChemistry30第三节第三节 电极电势的应用电极电势的应用一、判断原电池的正、负极，计算原电池的电动势一、判断原电池的正、负极，计算原电池的电动势二、比较氧化剂、还原剂的相对强弱二、比较氧化剂、还原剂的相对强弱三、判断氧化三、判断氧化还原反应进行的方向还原反应进行的方向四、氧化四、氧化还原反应进行的程度还原反应进行的程度ChemistryChemistry31一、判断原电池的正、负极，计算原电池一、判断原电池的正、负极，计算原电池的电动势的电动势 在原电池中，在原电池中，正极发生还原反应，负极发生正极发生还原反应，负极发生氧化反应氧化反应，电极电势较大的电极是原电池的正极，电极电

26、势较大的电极是原电池的正极，电极电势较小的电极是原电池的负极。原电池的电极电势较小的电极是原电池的负极。原电池的电动势等于正极的电极电势减去负极的电极电势。电动势等于正极的电极电势减去负极的电极电势。 E = + - - ChemistryChemistry32例如例如 Zn Zn2+2+/Zn/Zn、CuCu2+2+/Cu/Cu两个点对组成原电池，假设体两个点对组成原电池，假设体系处于标准状态。由于系处于标准状态。由于E E(Zn(Zn2+2+/Zn)=-0.76 V, E/Zn)=-0.76 V, E（CuCu2+2+/Cu/Cu）=0.34 V,=0.34 V,所以所以ZnZn2+2+/

27、Zn/Zn为原电池的负极，为原电池的负极，CuCu2+2+/Cu/Cu为原电池的正极。为原电池的正极。 aqCusZn2电池反应：电池反应： sCuaqZn2反应方向为从左至右，该电池的电动势：反应方向为从左至右，该电池的电动势：VVVEEE10. 176. 034. 0ChemistryChemistry33 大小反映物质在水溶液中氧化大小反映物质在水溶液中氧化-还原能力的相对强还原能力的相对强弱弱 越越大，电对中氧化态物质的氧化能力强，而对大，电对中氧化态物质的氧化能力强，而对应的还原态物质的还原能力越弱；应的还原态物质的还原能力越弱； 越越小，电对中还原态物质的还原能力强，而小，电对中还

28、原态物质的还原能力强，而对应的氧化态物质的氧化能力越弱。对应的氧化态物质的氧化能力越弱。二、比较氧化剂、还原剂的相对强弱二、比较氧化剂、还原剂的相对强弱ChemistryChemistry34VVVVrV0)/HH( 76. 0)/ZnZn( 77. 0)/FeFe(07. 1)/BrB( 49. 1)/MnMnO(-,:2223224 还还原原能能力力大大小小排排列列下下列列物物质质的的氧氧化化根根据据下下列列电电极极电电势势值值如如强氧化剂对应弱还原剂强氧化剂对应弱还原剂强还原剂对应弱氧化剂强还原剂对应弱氧化剂 2324ZnHFeBrMnO 222MnBrFeHZn氧化型物质的氧化能力：氧

29、化型物质的氧化能力：还原型物质的还原能力：还原型物质的还原能力：ChemistryChemistry35三、判断氧化三、判断氧化还原反应进行的方向还原反应进行的方向 氧化氧化还原反应进行的方向与反应物本性、浓度、温度、还原反应进行的方向与反应物本性、浓度、温度、介质的酸度等因素有关，当外界条件确定时，反应方向只取介质的酸度等因素有关，当外界条件确定时，反应方向只取决于氧化剂、还原剂的本性决于氧化剂、还原剂的本性氧化氧化还原反应的方向表示为：还原反应的方向表示为：强氧化剂强氧化剂1 + 强还原剂强还原剂2 = 弱还原剂弱还原剂1 + 弱氧化剂弱氧化剂2氧化还原反应自发进行的趋势：氧化还原反应自发

30、进行的趋势： 即：即：ChemistryChemistry36例：判断标准态时，例：判断标准态时，Br2、 I2能否将能否将Fe2+氧化成氧化成Fe3+ )(54. 0/I(I77. 0/Fe(Fe06. 1/Brr(2232VVVB ） .FeBr/Fe(Fe/Brr(22232 化化能氧） B.FeI/Fe(Fe/I(I22232 化化不能氧） ChemistryChemistry37四、氧化四、氧化还原反应进行的程度还原反应进行的程度0592. 0lg0592. 0lgEnKnK或：氧化还原反应进行的程度可以用反应的平衡常数氧化还原反应进行的程度可以用反应的平衡常数来衡量。氧化还原反应的

31、平衡常数与原电池的标准来衡量。氧化还原反应的平衡常数与原电池的标准电动势的关系为：电动势的关系为：n ：氧化：氧化还原反应中转移的电子数还原反应中转移的电子数ChemistryChemistry38 试估计试估计 298.15 K 时反应：时反应： 进行的程度。进行的程度。E(Zn2+/Zn)=-0.7621 V, E（Cu2+/Cu）=0.3394V解解：反应的标准电动势为：反应的标准电动势为： 2+2+Zn(s)+Cu(aq) Zn(aq)+Cu(s)0.3394V( 0.7621V)1.1015V 298.15 K 时反应的标准平衡常数为：时反应的标准平衡常数为： )/()/(22ZnZ

32、nCuCuEChemistryChemistry39 K 很大，说明反应正向进行得很完全。若很大，说明反应正向进行得很完全。若平衡时平衡时 Zn2+ 浓度为浓度为 ，则，则 Cu2+ 浓度浓度仅为仅为 mol L-11.03815.9 10mol L40第四节第四节 金属腐蚀与防护金属腐蚀与防护41一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀 42左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的食品罐头放在南极食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈多年了，却很少生锈升温可加升温可加快金属腐快金属腐蚀蚀43温度对化学腐蚀的影响：温度对化学腐蚀的影响： 升温加快升温加快金属

33、腐蚀金属腐蚀降温减慢降温减慢金属腐蚀金属腐蚀4445海边的铁制品比较容易生锈，为什么？海边的铁制品比较容易生锈，为什么？原电池反原电池反应可加快应可加快金属腐蚀金属腐蚀46化学腐蚀与电化学腐蚀的差异化学腐蚀与电化学腐蚀的差异铁与酸反应，铁被腐蚀。铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。腐蚀速率较慢。铁作负极被腐蚀铁作负极被腐蚀腐蚀速率较快。腐蚀速率较快。47 原电池的形成条件原电池的形成条件:(1)活泼性不同的两种金属（或金属与石活泼性不同的两种金属（或金属与石墨）墨）构成两个电极构成两个电极(2)电解质溶液电解质溶液(3)构成闭合电路构成闭合电路(4)自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应48发生

34、发生_反应的是反应的是_极（电极消耗），极（电极消耗），又称又称阳极阳极。 发生发生_反应的是反应的是_极（电极放出气体极（电极放出气体或析出金属），又称或析出金属），又称阴极阴极。原电池正负极的判断原电池正负极的判断根据金属的活泼性判断根据金属的活泼性判断根据电极反应来判断根据电极反应来判断活泼活泼金属做金属做_极极, 不活泼不活泼金属金属(或可导电的或可导电的非金属）做非金属）做_极极还原还原负负正正负负正正氧化氧化49钢铁的电化学腐蚀：钢铁的电化学腐蚀：CO2负极：，电极反应式：负极：，电极反应式：正极：，电极反应式：正极：，电极反应式：总反应式：总反应式：Fe - 2e- Fe2+2H

35、+ + 2e- H2Fe + 2H+ Fe2+ + H2铁铁碳碳H2O + CO2 H2CO3H+ + HCO3-50负极：，电极反应式：负极：，电极反应式：正极：，电极反应式：正极：，电极反应式：总反应式：总反应式：2Fe - 4e- 2Fe2+2H2O + O2 + 4e- 4 OH-2Fe+ 2H2O + O2 2 Fe(OH)2铁铁碳碳51注意：注意：（1）电化学腐蚀是通过构成无数微小的原）电化学腐蚀是通过构成无数微小的原电池而发生的，作为负极的较活泼金属将不电池而发生的，作为负极的较活泼金属将不断被腐蚀。而不活泼的金属（或非金属或其断被腐蚀。而不活泼的金属（或非金属或其它杂质）则被保

36、护。它杂质）则被保护。（2）电化学腐蚀，只有当金属跟电解质溶）电化学腐蚀，只有当金属跟电解质溶液接触时，才会发生，并伴有微电流产生。液接触时，才会发生，并伴有微电流产生。（3）原电池反应能加快金属腐蚀原电池反应能加快金属腐蚀52两者往往两者往往同时同时发生，电化学腐蚀更普遍发生，电化学腐蚀更普遍相互相互联系联系较活泼较活泼金属被氧化金属被氧化金属被氧化金属被氧化本质本质有有微弱电流微弱电流产生产生无电流无电流产生产生现象现象不纯不纯金属或合金金属或合金跟跟电解质溶液电解质溶液及及氧化剂氧化剂( (O2) )接触接触金属跟具有氧化性金属跟具有氧化性的物质直接接触的物质直接接触条件条件电化学腐蚀电

37、化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 531.金属腐蚀的本质：金属腐蚀的本质：金属原子金属原子 金属金属_，发生，发生_反应反应氧化氧化失去失去 e-阳离子阳离子2.金属腐蚀的分类金属腐蚀的分类化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀酸性环境酸性环境中性或弱酸性环境中性或弱酸性环境（普遍）（普遍）小结：小结：54金属腐蚀的危害金属腐蚀的危害 金属的腐蚀对国民经济带来的损失是惊人的，金属的腐蚀对国民经济带来的损失是惊人的，据据70年代美国的一份统计报告，全世界每年由于腐年代美国的一份统计报告，全世界每年由于腐蚀而报废的金属设备和材料，约相当于金属年产量蚀而报废的金

38、属设备和材料，约相当于金属年产量的的1/3，至于因设备腐蚀损坏而引起的停工减产、，至于因设备腐蚀损坏而引起的停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康甚至造成产品质量下降、污染环境、危害人体健康甚至造成严重事故的损失，就更无法估计了。当前，世界各严重事故的损失，就更无法估计了。当前，世界各国都有许多优秀的科学家，从事金属腐蚀理论及防国都有许多优秀的科学家，从事金属腐蚀理论及防护方法的研究工作。有志者可选择这方面的课题研护方法的研究工作。有志者可选择这方面的课题研究，一定会大有作为；一旦有新的突破，产生的经究，一定会大有作为；一旦有新的突破，产生的经济效益和社会影响，必将是巨大的。济效益和社会影响，必将是巨大的。 55二、金属的防护二、金属的防护 56思考思考:金属腐蚀的防护思路金属腐蚀的防护思路主要从金属的本质和介质