選修4第四章第四節(jié)

1、第四章第四章 電化學基礎電化學基礎第四節(jié)第四節(jié) 金屬的電化學腐蝕與防護金屬的電化學腐蝕與防護高二備課組高二備課組金屬的電化學腐蝕與防護金屬的電化學腐蝕與防護金屬腐蝕金屬腐蝕 我國是世界上鋼鐵產量最多的國家，可每年被我國是世界上鋼鐵產量最多的國家，可每年被腐蝕的鐵占到十分之一，因為金屬腐蝕而造成腐蝕的鐵占到十分之一，因為金屬腐蝕而造成的損失的損失約合人民幣：約合人民幣：3000億元，億元，據(jù)統(tǒng)計，金屬據(jù)統(tǒng)計，金屬腐蝕造成的損失已腐蝕造成的損失已遠遠超過遠遠超過水災、火災、風災水災、火災、風災和地震的和地震的總和。總和。閱讀閱讀 閱讀閱讀金屬的腐蝕概念金屬腐蝕是指金屬與周圍的 物質發(fā)生 反應而引起

2、損耗的現(xiàn)象特征金屬被腐蝕后，在外形、色澤以及機械性能方面會發(fā)生變化本質金屬腐蝕的本質是金屬失去電子變成陽離子，發(fā)生 .類型化學腐蝕金屬與接觸到的 (如O2、Cl2、SO2等)或 液體(如石油)等直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕電化學腐蝕 的金屬與 溶液接觸時，會發(fā)生 ，比較活潑的金屬 而被氧化的腐蝕。電化學腐蝕比化學腐蝕更普遍，危害更大氣體或液體氣體或液體 氧化還原氧化還原 氧化反應氧化反應 干燥氣體干燥氣體 非電解質非電解質 不純不純 電解質電解質 原電池反應原電池反應 失去電子失去電子 一般情況下，溫度的升高會加快化一般情況下，溫度的升高會加快化學反應速率。因此，溫度對化學腐蝕的學反應速率。因

3、此，溫度對化學腐蝕的影響較明顯。影響較明顯。電化學腐蝕過程中由于電化學腐蝕過程中由于電解質溶液的酸堿性不電解質溶液的酸堿性不同同，可將電化學腐蝕分，可將電化學腐蝕分為為 ：析析H2腐蝕腐蝕吸吸O2腐蝕腐蝕正極：正極： 2H+ 2e- =H2 負極：負極： Fe - 2e- = Fe2+電池反應：電池反應： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 分析：當鋼鐵處于分析：當鋼鐵處于酸性酸性電解質中時，電解質中時，易發(fā)生易發(fā)生析氫腐蝕析氫腐蝕；1.析氫腐蝕析氫腐蝕2.吸氧腐蝕吸氧腐蝕負極：負極： Fe - 2e- = Fe2+正極：正極： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-電池反應：電池反應

4、： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2分析：在分析：在中性中性或或酸性酸性很弱很弱或或堿性堿性電解質中，電解質中，易發(fā)生易發(fā)生吸吸O2腐蝕腐蝕。注：注：析析H2腐蝕和吸腐蝕和吸O2腐蝕都屬于電化學腐蝕。腐蝕都屬于電化學腐蝕。問題討論問題討論請分析鐵銹的形成原因是什么？請分析鐵銹的形成原因是什么？負極：負極： Fe - 2e- = Fe2+正極：正極： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-電池反應：電池反應： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3 = Fe2O3+3H2O鐵與酸直接反應，鐵發(fā)鐵與酸直接反應，鐵

5、發(fā)生化學腐蝕。腐蝕速率生化學腐蝕。腐蝕速率較慢。較慢。鐵作負極，鐵作負極，C作正極，形成作正極，形成原電池，發(fā)生電化學腐蝕，原電池，發(fā)生電化學腐蝕，速率較快。速率較快。請比較下面兩個反應，誰的速率較快？請比較下面兩個反應，誰的速率較快？圖一圖一交流與討論交流與討論1.相對于在內河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。相對于在內河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。因為海水中含有較多的氯化鈉等鹽類，導電能力比內河因為海水中含有較多的氯化鈉等鹽類，導電能力比內河的水更強，而在的水更強，而在電解質溶液電解質溶液中，電化學腐蝕更容易進行。中，電化學腐蝕更容易進行。2. 1910年遺留在南極的食品罐頭盒，其表

6、面至今很少有年遺留在南極的食品罐頭盒，其表面至今很少有鐵銹出現(xiàn)。鐵銹出現(xiàn)。是由于南極的溫度常年在是由于南極的溫度常年在0以下，說明在溫度越高，以下，說明在溫度越高，腐蝕越快。腐蝕越快?；瘜W腐蝕與電化腐蝕的異同化學腐蝕與電化腐蝕的異同化學腐蝕化學腐蝕電化腐蝕電化腐蝕條件條件金屬跟非金屬單金屬跟非金屬單質直接接觸質直接接觸不純金屬或合金不純金屬或合金跟電解質溶液接觸跟電解質溶液接觸現(xiàn)象現(xiàn)象 無電流產生無電流產生有有微弱電流微弱電流產生產生本質本質 金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，電化腐蝕更普遍比一比：比一比：3.下列各

7、情況，在其中下列各情況，在其中Fe片腐蝕由片腐蝕由快快到到慢慢的順序是的順序是(5) (2) (1) (3) (4)課堂練習課堂練習課堂練習課堂練習1、如圖、如圖, 水槽中試管內有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：水槽中試管內有一枚鐵釘，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,電極反應式為：負極：電極反應式為：負極： ,正極：正極：若液面下降，則溶液呈若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生腐蝕，電極反應式為：性，發(fā)生腐蝕，電極反應式為：負極：負極： 正極：正極： 。（2）中性或堿性中性或堿性 吸吸O2Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性酸性析析H2

8、Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 原理原理 ：應用原電池原理，讓應用原電池原理，讓被保護的金屬被保護的金屬做做正正極極，不反應，起到保護作用；另找一種，不反應，起到保護作用；另找一種活潑性強的金屬作負極，反應受到腐蝕活潑性強的金屬作負極，反應受到腐蝕。1.1.犧牲陽極保護法犧牲陽極保護法二、金屬的電化學保護二、金屬的電化學保護 犧牲陽極犧牲陽極的的陰極陰極保護法保護法示意圖示意圖2.2.外加電流的陰極保護法外加電流的陰極保護法輔助陽極輔助陽極（不溶性）（不溶性）應用電解池原理，使應用電解池原理，使被保護的金屬被保護的金屬作為作為陰極陰極，與電源負極相連得到保護。與電源負極相連得到保護。示意圖示意圖注：此法主要用于防止土壤、海水及水注：此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設備的腐蝕。中金屬設備的腐蝕。純鐵和生鐵分別與等濃度的鹽酸反應，哪種反應更快？探究一：鍍鋅鐵皮和鍍錫鐵皮哪個更易被腐探究一：鍍鋅鐵皮和鍍錫鐵皮哪個更易被腐蝕？為什么？蝕？為什么？探究二、純鋅和粗鋅哪個更易和酸反應？探究二、純鋅和粗鋅哪個更易和酸反應？金屬防護的幾種重要方法金屬防