化学选修4 第四章 第四节幻灯片.ppt

1、第四章 电化学基础,4.金属的腐蚀与防护,1,金属的腐蚀在生活中非常普遍,钢铁生锈,2,铜器生锈,铜器表面生成铜绿,3,金属制品的腐蚀,金属腐蚀给生产生活带来很多不便，造成了巨大的经济损失。 全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。 我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值(GNP)的4%，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25%-30%。 金属腐蚀还可能造成环境污染。,资 料 在 线,4,一.金属的腐蚀,金属跟周围接触到的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀 损耗的过程,即为金属的腐蚀。,本质:金属失去电子被氧化,种类:化学

2、腐蚀、电化学腐蚀 （根据与金属接触的介质不同）,5,金属的化学腐蚀受哪些因素的影响?,温度,1.化学腐蚀 金属跟接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2）或非电解质液体（如石油）直接发生化学反应,6,做饭用的铁锅日久天长越用越薄, 你知道为什么吗?,7,不纯的金属跟电解溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。,2. 电化学腐蚀,电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因,8,电解质溶液与铁和铁中少量的碳构成了原电池,H2O+CO2 H2CO3 H+HCO3-,在潮湿的空气里,钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜,水膜溶解来自大气中的CO2、SO2、H2S,使水膜

3、中又含有一定量的H+ 。,铁是负极,碳是正极,在正极,H+得到电子,（1） 析氢腐蚀,条件: 酸性环境,9,10,Fe2+2OH=Fe(OH) 2,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,条件:中性或酸性极弱环境,(2) 吸氧腐蚀,水膜的酸性很弱或呈中性,但溶有一定量的氧气,11,12,析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）,2H+2e-=H2,Fe-2e-=Fe2+,O2+2H2O+4e-=4OH-,13,(1)若液面上升,则溶液呈 性,发生 腐蚀,电极反应式为: 负极: , 正极: 。,课堂练习,1.如图,水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天观察:,(2)若液面下降,则溶液呈 性, 发生

4、腐蚀,电极反应式为: 负极: , 正极: 。,中性或碱性,吸氧,Fe2e-Fe2+,O2+2H2O+4e-4OH-,酸,析氢,Fe2e-Fe2+,2H+2e-H2,14,P85实验4-3,15,注意:,化学腐蚀与电化学腐蚀的比较,二者都是金属原子失电子变成阳离子的过程,16,2.金属的防护方法,（1）在金属表面覆盖保护层, 如:涂油漆、镀Zn、镀Sn、镀Cr等,或制成氧化膜。 （2）改变金属内部组织结构, 如:将钢铁制成不锈钢。 （3）金属的电化学防护,17,1.牺牲阳极的阴极保护法,二.金属的电化学保护,发生电化学腐蚀时,总是作为原电池负极（阳极）的金属被腐蚀,作为正极（阴极）的金属不被腐蚀

5、。让被保护金属成为正极（阴极），则该金属不会被腐蚀。,在被保护的钢铁设备上装若干镁铝合金或锌块,镁、锌比铁活泼,它们成为原电池负极（阳极）, 不断遭受腐蚀,而作为正极（阴极）的钢铁设备 就被保护了下来牺牲阳极的阴极保护法,18,牺牲阳极(负极)的阴极(正极)保护法,-,+,19,2.外加电流的阴极保护法 将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极,用惰性电极做辅助阳极,在外加直流电作用下,电子被迫流向被保护的钢铁设备,使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零。,外加电流的阴极保护法示意图,20,外加电流的阴极保护法,21,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?,22,金属常用防腐蚀

6、方法的比较,23,1.解释下列现象并写出有关原电池的电极反应: (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)在一块表面无锈的铁片上滴一滴含酚酞的食盐水,放置一段时间后可以看到液滴周围逐渐呈现红色,并慢慢形成红褐色的锈斑。 (4)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,24,2.下列制氢气的反应速率最快的是（ ） A.纯锌和1mol/L 硫酸 B.纯锌和18 mol/L 硫酸 C.粗锌和1mol/L 硫酸 D.粗锌和18mol/L 硫酸 3.下列叙述说明金属甲比乙活泼性强的是（ ）

7、A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中,乙溶解,甲上有H2气放出; B.在氧化还原反应中;甲比乙失去的电子多 C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极 D.同价态的阳离子,甲比乙的氧化性弱,C,CD,练习,25,金属腐蚀的快慢程度： 电解池的阳极 原电池的负极 化学腐蚀 原电池的正极 电解池的阴极,海水,C,Fe,26,4.下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是_,(5)(2)(1)(3)(4),练习,27,5.下列装置中四块相同的Zn片,放置一段时间后腐蚀速率由快到慢的顺序是_,练习,(4)(3)(1)(2),28,6.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+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,O2+2H2O+4e-4OH-,2Fe4e-2Fe2+,练习,29,7.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