钢铁的电化学腐蚀（课堂PPT）

1、1第三单元第三单元 化学能与电能的转化化学能与电能的转化江苏省宿迁中学高一化学组江苏省宿迁中学高一化学组3/5/20223/5/2022钢铁的电化学腐蚀钢铁的电化学腐蚀2Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H2还原剂还原剂(Zn)失去电失去电子，发生氧化反应子，发生氧化反应氧化剂氧化剂(H+)在铜极上在铜极上得到电子，发生还得到电子，发生还原反应原反应还原剂失去的电还原剂失去的电子从锌极流出子从锌极流出流入铜极流入铜极.经外电路经外电路Zn2+H+SO42-电流方向电流方向回顾：原电池工作原理回顾：原电池工作原理32、组成原电池的条件、组成原电池的条件: (1)(1)有活泼性不同的两个有活

2、泼性不同的两个电极电极(2)(2)两电极都接触两电极都接触电解质溶液电解质溶液(3)(3)正极、负极、电解质溶液构成正极、负极、电解质溶液构成闭合回闭合回路路(4)(4)在电极表面上能发生自发进行的在电极表面上能发生自发进行的 氧化还原反应氧化还原反应。4 H2SO4 (aq) CuSO4 (aq) ZnCu负极负极( ): .正极正极( ): .总反应式总反应式: .负极负极( ): .正极正极( ): .总反应式总反应式: . 请在图上标出电子的流动方向和电流方向请在图上标出电子的流动方向和电流方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式并判断正负极，写出电极反应式和总反应式. AgFeZ

3、n Zn2e - = Zn2+ Cu Cu2+ +2e - = Cu Zn+Cu2+ = Zn2 + CuFe Fe2e - = Fe 2+ Ag 2H+2e - = H2 Fe+2H+ = Fe 2+ +H2 Ie-e-I53 3、设计原电池、设计原电池1、利用、利用 Cu+2FeCl3= CuCl2+2FeCl2 的氧化的氧化还原反应设计原电池还原反应设计原电池 负极：负极：正极：正极：Cu2e - = Cu2+2Fe3+ +2e- =2Fe2+氧化反应氧化反应还原反应还原反应67(1).(2).判断下列装置是否为原电池？若是，判断下列装置是否为原电池？若是， 指出电极名称指出电极名称并写

4、出电极反应式。并写出电极反应式。若将若将Fe棒棒C棒粉碎掺在一起制成一光亮的棒粉碎掺在一起制成一光亮的FeC合金棒，合金棒，插在插在HCl里，则是否构成了原电池？若是，电极反应里，则是否构成了原电池？若是，电极反应是什么？长期放置，铁棒表面会有什么变化？是什么？长期放置，铁棒表面会有什么变化？问题讨论问题讨论否否是是是是C89 负极（负极（FeFe）：）：2Fe - 4e 2Fe - 4e = 2Fe= 2Fe2+2+ 正极（正极（C C）：）： 2H2H2 2OOOO2 24e 4e = 4OH = 4OH FeFe2+2+与与OHOH- -形成形成Fe(OH)Fe(OH)2 2，又被氧化成

5、，又被氧化成Fe(OH)Fe(OH)3 3，分解后形成铁锈：分解后形成铁锈：电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量薄薄的水膜，这层水膜里含有少量H H+ +和和OHOH，还溶解了氧气，结果在钢铁表面，还溶解了氧气，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里，铁是负极，碳是池。在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。铁失去电子而被氧化：正极。铁失

6、去电子而被氧化：2FeO2+2H2O=2Fe(OH)2总式：总式：Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)310化学腐蚀（次要）化学腐蚀（次要） 金属跟接触到的物质金属跟接触到的物质( (如如OO2 2、ClCl2 2、SOSO2 2等等) )直接直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。这类反发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。这类反应比较简单，仅仅是金属跟氧化剂之间的氧化还原应比较简单，仅仅是金属跟氧化剂之间的氧化还原反应。反应。电化学腐蚀（主要）电化学腐蚀（主要） 不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电

7、池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化，这种腐蚀反应，比较活泼的金属失电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。叫做电化学腐蚀。 11钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀示意示意图图钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意示意图图12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Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件水膜呈水膜呈酸性酸性。水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱酸性很弱。CO2+H2OH2CO3 H+HCO 3- 电极反应电极反应负极负极Fe(- )Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe

8、2+正极正极C(+)2H+2e=H2O2+2H2O+4e=4OH-总反应总反应:Fe+2H+=Fe2+H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系联系13练习练习 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） 若试管液面上升，则溶液呈若试管液面上升，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： ； 若试管液面下降，则溶液呈若试管液面下降，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极：腐蚀，电极反应式为：负极： 正极：正极： 。（2）中性或弱酸中性或弱酸 吸氧吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性酸性析氢析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 142、 分析右图，按要求写出有关反应方程式：分析右图，按要求写出有关反应方程式：（1）铁棒上的电极反应式为：）铁棒上的电极反应