金属腐蚀和常见的化学电源课件.ppt

1、化学能与电能（二）,1、什么是原电池？2、原电池原理：,把化学能转化为电能的装置 较活泼的金属失去电子发生氧化反应，电子从较活泼金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属或非金属导体（正极）,复习 ：下列装置中能组成原电池形成电流的是 ( ),C,3、构成原电池的条件有哪些？,1.有活泼性不同的两个金属电极（或一种非金属导体） 2.电极均插入电解质溶液中 3.两极相连（或接触）形成闭 合回路,一、金属的腐蚀与防护,我国是世界上钢铁产量最多的国家，但每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值2%4%；约合人民币：6000亿元（ 2008年我国国内生产总值为

2、30万亿元） 。 另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。,不看不知道,金属单质失电子被氧化成阳离子。,金属或合金与周围接触到的气体或 液体发生 反应而损耗的现象。,M ne-Mn+,(1) 化学腐蚀：,金属在干燥环境中跟接触到的氧化剂直接发生化学反应而引起的腐蚀。,(2) 电化学腐蚀：,不纯金属或合金跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,较活泼的金属失电子而被腐蚀。,氧化还原,金属跟氧化剂直接接触,不纯金属或合金 跟电解质溶液接触,无电流产生,有微弱电流产生,金属被氧化,较活泼金属被氧化,

3、两者往往同时发生，电化腐蚀为主,（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 - = H2,Fe +2H + = Fe2 + + H2,当水膜酸性较弱或中性时,（2）吸氧腐蚀：,负极（Fe）： 正极（碳）： 总反应：,2Fe 4e - = 2Fe2+,O2 + 2H2O +4e - = 4OH-,2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2,4Fe(OH)2 +O2+2H2O = 4Fe(OH)3,2Fe(OH)3 = Fe2O3 +3H2O,（铁锈的主要成份）,铁被腐蚀与什么物质有关？本质是什么？ 怎样才能防

4、止铁生锈？最简单的方法是什么？,是空气中O2与H2O共同作用的结果,本质都是铁失电子被氧化。,防止铁失电子，最简单就是隔绝空气和水,5、金属腐蚀的防护,5-2. 改变金属的内部结构：,5-1. 保护层法:,制合金,刷油漆、上油、电镀、烤蓝等,5-3、金属的电化学防护：,（1）牺牲阳极的阴极保护法：,利用原电池原理，让被保护金属做正极，不 反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。,白条为船身上的锌块,-,-,1下列叙述中正确的是（ ） 锌跟稀硫酸制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率 镀层破坏后，白口铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀 钢铁表面常易锈蚀生成 Fe2O3xH2O A

5、都正确 B C D 2以下现象与电化学腐蚀无关的是（ ） A. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B. 生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 C. 铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 D. 银制奖牌久置后表面变暗,B,D,3. 如图, 水槽中试管内有一枚铁钉放置数天观察：,（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：,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）,酸性较弱或中,吸氧,Fe2e-Fe2+,O2+2H2O+4e-4OH,酸,析氢,Fe2e-Fe2+,2H+2e-H2,二、常见化学电源,负极（锌筒） ：Zn-

6、2e- = Zn 2+,正极（石墨） ：,总反应：,1、锌-锰干电池,2NH4+ + 2MnO2 + 2e = 2NH3+ Mn2O3 + H2O,Zn + 2NH4+ + 2MnO2 = Zn2+ + 2NH3+ Mn2O3 + H2O,【练习1】碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电流总反应式为：Zns2MnO2sH2OlZnOH2sMn2O3s。下列说法错误的是（ ）,A电池工作时，锌失去电子 B电池正极的电极反应式为：2MnO2sH2Ol2eMn2O3s2OHaq C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D外电路中每通过0.2

7、 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g,C,2、铅蓄电池,负极Pb： Pb+ SO42- -2e- = PbSO4,正极PbO2： PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O 提问：指出PbH2SO4e-之间的关系,总反应：,【练习2】汽车的启动电源常用铅蓄电池。放电时其电池反应如下：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O根据此反应判断，下列叙述中正确的是（ ）,APb是负极 BPbO2得电子，被氧化 C负极反应是Pb+SO42+2ePbSO4 D电池放电时，溶液酸性增强,A,3、燃料电池,负极H2：2H2 - 4e- = 4H+ pH值变小,正极O2：

8、O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O pH值变大,总反应： O2 + 2H2 = 2H2O 溶液被稀释， pH值变大,氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。电解质为盐酸或硫酸时,当电解质为KOH时,负极：2H24OH4e4H2O 正极：O22H2O4e 4OH 总反应式：2H2 O2 2H2O,【练习3】 ：,（）a极是（）极，电极反应式是（）,（）b极是（）极，电极反应式是（）,美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型化学电源，其结构如图所示。两个电极均由多孔碳制成， 通入的气体在空隙 中逸出, 并在电

9、极表 面放电 . .,负,2-e- + 4OH- = 4H2O,正,O2 + 2H2O + e-= 4OH-,回答：,xk,阅读自学材料 锂电池 空气电池,几种新型电源,1、锂电池（非水有机溶剂电解液）,负极： 2Li- 2e = 2Li+， 正极： I2 + 2e = 2I， 总反应：2Li + I2 = 2LiI,跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。,钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓KOH溶液，已知电池内Zn的氧化产物为ZnO，,2、银-锌电池,负极： Zn + 2OH- - 2e- = ZnO + H2O,正极： Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-,总反应： Ag2O + Zn = ZnO + 2Ag,3、海水电池（电解质溶液为海水）,负极： 4Al - 12e = 4Al3+， 正极： 3O2 + 6H2O +12e = 12OH 总反应：4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3,课后检测： 1.