汕頭市金山中學(xué)高二化學(xué)課件：人教版選修4化學(xué)反應(yīng)原理第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

1、金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)鋼鐵生銹鋼鐵生銹鐵銹的主要成分：鐵銹的主要成分： Fe2O3xH2O銅器生銹銅器生銹銅綠的主要成分：銅綠的主要成分： Cu2(OH)2CO3思考：金屬腐蝕的本質(zhì)是什么？思考：金屬腐蝕的本質(zhì)是什么？FeFe2O30 +3CuCu2(OH)2CO30 +2本質(zhì)：本質(zhì)：M ne- = Mn+（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）1、定義：、定義：金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反 應(yīng)而腐蝕損耗的過程。應(yīng)而腐蝕損耗的過程。鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐蝕。腐鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐蝕。腐蝕速率較慢。蝕速率較慢。鐵作負(fù)極鐵作負(fù)極(陽極陽極

2、)被腐蝕腐蝕速被腐蝕腐蝕速率較快。率較快。(2)電化學(xué)腐蝕：電化學(xué)腐蝕： 不純的金屬不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時，會跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子而被氧化腐蝕。比較活潑的金屬失電子而被氧化腐蝕。2、類型：、類型：(1)化學(xué)腐蝕：化學(xué)腐蝕： 金屬跟接觸到的物質(zhì)金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。而引起的腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化腐蝕電化腐蝕條件條件金屬跟非金屬等氧化劑金屬跟非金屬等氧化劑直接接觸直接接觸不純金屬或合金不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象現(xiàn)象無電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生有有微弱電流微弱電流產(chǎn)生產(chǎn)生本質(zhì)本質(zhì)金

3、屬被氧化金屬被氧化較活潑金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍 思考：為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，而在潮濕的空思考：為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，而在潮濕的空氣中卻易生銹呢？氣中卻易生銹呢？鋼鐵鋼鐵潮濕空氣潮濕空氣水膜水膜酸性氣體酸性氣體H+鐵鐵C 原電池原電池鋼鐵發(fā)生了鋼鐵發(fā)生了電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕。鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖2H+ 2e- =H2 Fe - 2e- = Fe2+總反應(yīng)：總反應(yīng)： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：分析：當(dāng)鋼鐵處于分析：當(dāng)鋼鐵處

4、于酸性環(huán)境酸性環(huán)境中時，易發(fā)生中時，易發(fā)生析氫腐蝕析氫腐蝕1、析氫腐蝕、析氫腐蝕實驗實驗4-3將用酸洗除銹的鐵釘，在飽和食鹽水浸泡后放在如將用酸洗除銹的鐵釘，在飽和食鹽水浸泡后放在如圖所示的裝置中，幾分鐘后觀察導(dǎo)管中水柱的變化。圖所示的裝置中，幾分鐘后觀察導(dǎo)管中水柱的變化。實驗現(xiàn)象：實驗現(xiàn)象： 幾分鐘后幾分鐘后, ,裝置中的導(dǎo)管中水柱上升裝置中的導(dǎo)管中水柱上升幾天之后發(fā)現(xiàn)鐵釘表面生銹幾天之后發(fā)現(xiàn)鐵釘表面生銹說明裝置中有氣體參加反應(yīng)。說明裝置中有氣體參加反應(yīng)。結(jié)論：結(jié)論：2、吸氧腐蝕、吸氧腐蝕酸性很弱酸性很弱、中性中性條件下，易發(fā)生條件下，易發(fā)生吸氧腐蝕吸氧腐蝕電池總反應(yīng)：電池總反應(yīng)： 2Fe+

5、 O2+2H2O =2Fe(OH)2O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-Fe - 2e- = Fe2+負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：Fe(OH)3脫去一部分水生成的鐵銹脫去一部分水生成的鐵銹(Fe2O3xH2O)2Fe(OH)3 Fe2O3xH2OFe(OH)2在空氣中繼續(xù)反應(yīng)：在空氣中繼續(xù)反應(yīng)：4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 吸氧腐蝕較為普遍吸氧腐蝕較為普遍 炒過菜的鐵鍋未及時洗凈炒過菜的鐵鍋未及時洗凈(殘液中含有殘液中含有NaCl),不久便會因腐蝕不久便會因腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑。而出現(xiàn)紅褐色銹斑。析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕條件條件電電極極反反應(yīng)應(yīng)負(fù)極負(fù)

6、極Fe(-)正極正極C(+)總反應(yīng)總反應(yīng)聯(lián)系聯(lián)系水膜呈水膜呈強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性水膜呈水膜呈中性中性或或弱酸性弱酸性Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2H+2e=H22H+Fe=Fe2+H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe2O3xH2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金屬的腐蝕以電化腐蝕為主，金屬的腐蝕以電化腐蝕為主，電化腐蝕又以吸氧腐蝕為主電化腐蝕又以吸氧腐蝕為主(pH5.6時時)若若pH(2)(1)(3)(4)l金屬腐蝕的快慢程度：金屬腐蝕的快慢程度：電解池的陽極電解池的陽極原電池的負(fù)極原電池的負(fù)極化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕原電池的

7、正極原電池的正極電解池的陰極電解池的陰極1電解原理引起的腐蝕電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕 有防護(hù)措施的腐蝕有防護(hù)措施的腐蝕2同一金屬在不同電解質(zhì)溶液中的腐蝕速率同一金屬在不同電解質(zhì)溶液中的腐蝕速率 強(qiáng)電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)弱電解質(zhì)非電解質(zhì)非電解質(zhì)3原電池原理引起的腐蝕速率：兩電極金屬活動性相差越原電池原理引起的腐蝕速率：兩電極金屬活動性相差越 大，越易腐蝕大，越易腐蝕4對于同一電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕對于同一電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕 越快越快5、如圖、如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：水槽中試管內(nèi)有一枚鐵

8、釘，放置數(shù)天觀察：(1)若液面上升，則溶液呈若液面上升，則溶液呈 性，發(fā)生性，發(fā)生 腐蝕腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極電極反應(yīng)式為：負(fù)極： , 正極：正極： ；(2)若液面下降，則溶液呈若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生性，發(fā)生 腐腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極： ，正極：正極： 。中性或堿性中性或堿性 吸氧吸氧Fe-2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH-酸酸析氫析氫Fe-2e-Fe2+2H+2e-H2 4、為研究金屬腐蝕的條件和速率，某課外小組學(xué)生用金屬絲、為研究金屬腐蝕的條件和速率，某課外小組學(xué)生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在圖示的三個裝置中，再放置將三根大小相同的鐵

9、釘分別固定在圖示的三個裝置中，再放置于玻璃鐘罩里保存相同的一段時間，下列對實驗結(jié)束時現(xiàn)象描于玻璃鐘罩里保存相同的一段時間，下列對實驗結(jié)束時現(xiàn)象描述不正確的是（述不正確的是（ ）A裝置裝置左側(cè)的液面一定會下降左側(cè)的液面一定會下降B左側(cè)液面裝置左側(cè)液面裝置比裝置比裝置的低的低C裝置裝置中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重D裝置裝置中的鐵釘幾乎沒被腐蝕中的鐵釘幾乎沒被腐蝕B健身器材刷油漆以防銹健身器材刷油漆以防銹衣架和電線的外面包上一衣架和電線的外面包上一層塑料層層塑料層某些工具的某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動部位機(jī)械轉(zhuǎn)動部位”選用油脂來防銹選用油脂來防銹自行車的鋼圈和車鈴是自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的蝕又耐磨的Cr家里用的不銹鍋家里用的不銹鍋將無機(jī)將無機(jī)玻璃質(zhì)玻璃質(zhì)材料通過熔融凝材料通過熔融凝于基體金屬上并與金屬牢固結(jié)于基體金屬上并與金屬牢固結(jié)合在一起的一種合在一起的一種復(fù)合材料復(fù)合材料 據(jù)統(tǒng)計：據(jù)統(tǒng)計：1、全球每