高中化学选修4第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护

1、第四章 电化学基础第4节 金属的电化学腐蚀与防护2022/7/162金属的腐蚀在生活中非常普遍钢铁生锈7/16/20223铜器生锈铜器表面生成铜绿Cu2(OH)2CO37/16/20224金属腐蚀的严重性和危害性阅读：课本第84页 第1、2自然段 “金属的腐蚀与防护”始终是一个世界性的异常棘手的科技难题。 在发达国家每年由于金属腐蚀造成的直接经济损失约占全年国民生产总值的2%4%，远远超过各种自然灾害造成损失的总和！了解金属腐蚀原因和寻求防止金属腐蚀的方法具有重要意义。 是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。金属阳离子失e-（氧化反应）一、金属的腐蚀金属原子金属腐蚀

2、的本质：1. 金属腐蚀M ne- Mn+接触到的气体或液体不同2022/7/166二、金属腐蚀的类型：（1）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叫做化学腐蚀。（2）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，比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀叫做电化学腐蚀。2022/7/167化学腐蚀和电化学腐蚀的比较相互关系反应现象条件电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生，但电化学腐蚀更普遍较活泼的金属（负极）被氧化金属被氧化有微弱的电流产生不产生电流不纯金属或合金跟电解质溶液接触金属跟接触的物质反应2022/7/168请比较下列Fe腐蚀的快慢？铁与酸反应，铁被

3、腐蚀。铁与碳形成原电池铁作负极被腐蚀。腐蚀速率较慢。 腐蚀速率较快。2022/7/169钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢?在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等气体，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。7/16/202210（1）析氢腐蚀：当水膜酸性较强时负极（Fe）：正极（碳）： 总反应：Fe 2e - = Fe2+2H+ +2e - = H2Fe +2H + = Fe2 + + H2 钢铁电化腐蚀的类型:钢铁的析氢腐蚀示意图酸雨2022/7/1611钢铁

4、的吸氧腐蚀示意图（2）吸氧腐蚀：负极（Fe）：正极（碳）： 总反应：当水膜酸性较弱或中性时2Fe 4e - = 2Fe2+O2 + 2H2O +4e - = 4OH- 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)24Fe(OH)2 +O2+2H2O = 4Fe(OH)32Fe(OH)3 = Fe2O3 xH2O +(3-x)H2O（铁锈的主要成份）2022/7/1612P85实验4-3说明了什么？现象导管中的液面上升铁钉发生了什么腐蚀？吸氧腐蚀2022/7/16134.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，但后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸

5、性。水膜呈中性或酸性很弱。电极反应负极Fe(- )Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正极C(+)2H+ + 2e = H2O2+2H2O+4e=4OH-总反应:Fe + 2 H+ = Fe2+ H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系结论 判断金属腐蚀快慢的规律电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀防腐措施的腐蚀1、电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀防腐措施的腐蚀2、对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液 弱电解质溶液 非电解质溶液3、活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越慢。4、对同一种电解质溶液来说

6、，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。2022/7/1615思考与交流请根据生活常识总结金属防护常用的方法，并解释这些方法为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。2022/7/1616健身器材刷油漆以防锈2022/7/1617衣架和电线的外面包上一层塑料层2022/7/1618某些工具的“机械转动部位”选用油脂来防锈，为什么不能用油漆2022/7/1619 自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr2022/7/1620改变金属内部的组织结构，制成合金(如不锈钢）。 在金属表面覆盖保护层。如喷油漆、涂油脂、电镀(用Zn、Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层）或表面钝化。电化学保护法。即将金

7、属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。二、金属的电化学防护原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。原理 ：形成原电池时，让被保护金属作正极(阴极)，不反应受到保护；而活泼金属作负极(阳极)，反应受到腐蚀。1.牺牲阳极的阴极保护法辅助阳极（不溶性）2.外加电流的阴极保护法原理 ：将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。2022/7/1623烤蓝涂机油烤漆镀锌镀铬交流研讨你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若

8、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）中性或碱性 吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 课堂练习2022/7/16251解释下列现象：(1)马口铁(镀Sn铁皮)做的罐头，打开后为什么极易生锈? (2) 轮船船壳的水线以下部分，为什么要装上一定数量Zn块?(3)烧过菜的铁锅未及时洗净(残液NaCl)，第二天便出现红褐色锈斑。练习2022/7/16262在经常受酸雨危害的地区，金属制品易受腐蚀。其中铁制品主要发生_ 腐蚀，负极反应式为_；铜制品发

9、生_腐蚀，正极反应式是_。析氢Fe - 2e- = Fe2+吸氧O2+4H+4e-= 2H2O2022/7/16273如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中为NaCl溶液，乙试管为NH4Cl溶液(溶液呈弱酸性).数天后观察到的现象是 ，甲中正极反应为_.乙中正极反应为 .试管中残留气体平均相对分子质量的变化为甲 ，乙 .O2+2H2O+4e-4OH-2H+2e = H2减少减少Fe被腐蚀,U型管中甲端的液面高于乙端的液面2022/7/16284.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：_（2）碳棒上的电极反应式为：_（3）溶液中发生反应的化学方程式：_2Fe+2

10、H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-4OH-2Fe4e-2Fe2+2022/7/16295.盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜晶体(CH3COO)2Cu，将产生两种影响生成速率的因素.其一是： _ _ _ _, 其二是： _ _ _。 H+与CH3COO结合生成醋酸，使H+浓度减小，从而减慢了反应速率 Zn置换出Cu形成了原电池，从而加快了反应速率2022/7/16306.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序_(5)(2)(1)(3)(4)2022/7/16317.下列说法正确的是 （ ）A钢铁因含杂质而容易发生电化

11、腐蚀，所以合金都不耐腐蚀B原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀C钢铁电化腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同，引起的正极反应不同D无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化CD2022/7/16328. 铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易腐蚀的原因可描述为( )A. 形成原电池铝作负极 B. 形成原电池时铜作负极C. 形成原电池时，电流由铝经导线流向铜D. 铝质铆钉发生了化学腐蚀9. 以下现象与电化腐蚀无关的是( )A. 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜锈B. 生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C. 铁质器件附有铜质配件，在接触处易生锈D. 银质奖牌久置后表面变暗

12、AD2022/7/16339钢铁表面镀有下列金属时，当镀层部分被破坏时，铁不易被腐蚀的是( )ASn BZn CCu DAgB10.下列叙述中不正确的是（ ） A、金属的电化腐蚀比化学腐蚀普遍 B、钢铁在干燥空气里不易腐蚀 C、用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀 D、原电池中电子由正极流入负极CD2022/7/163411.下列事实不能用电化学理论解释的是（ ） A. 轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的 锌块 B镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用 C. 铝片不用特殊方法保存 D常温下铝跟稀硫酸快速反应，跟浓硫酸几 乎不反应CD2022/7/163513.自来水管与下列材料做成的水龙头连接， 锈蚀最快的铁水管连接的是 （ ） A、铜水龙头 B、铁水龙头 C、塑料水龙头 D、陶