化學(xué)選修iv人教新課標(biāo)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)課件

1、一、金屬腐蝕的概念和分類(lèi)一、金屬腐蝕的概念和分類(lèi)1金屬腐蝕的概念金屬腐蝕的概念是指是指 與周?chē)呐c周?chē)?或或 物質(zhì)發(fā)生氧化還原物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象金屬金屬氣體氣體液體液體2金屬腐蝕常見(jiàn)的類(lèi)型金屬腐蝕常見(jiàn)的類(lèi)型(1)分類(lèi)的依據(jù)：分類(lèi)的依據(jù)： (2)金屬腐蝕的種類(lèi)：金屬腐蝕的種類(lèi)： 、 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕接觸氣體或液體接觸氣體或液體電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕二、金屬的腐蝕二、金屬的腐蝕1化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕金屬與接觸到的干燥氣體金屬與接觸到的干燥氣體(如如O2、Cl2、SO2等等)或非或非電解質(zhì)液體等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕電解質(zhì)液體等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕2電

2、化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕(1)發(fā)生電化學(xué)腐蝕的條件發(fā)生電化學(xué)腐蝕的條件 、 、 ，符，符合原電池原理合原電池原理(2)電化學(xué)腐蝕的分類(lèi)電化學(xué)腐蝕的分類(lèi)電化學(xué)腐蝕過(guò)程中由于電化學(xué)腐蝕過(guò)程中由于 的不同，又可分的不同，又可分為為 和和 兩種兩種電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液兩種活性不同的電極兩種活性不同的電極閉合回路閉合回路電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕(3)鋼鐵的析氫腐蝕鋼鐵的析氫腐蝕析氫腐蝕的條件：鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液的薄膜析氫腐蝕的條件：鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液的薄膜呈呈 電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：正極：正極： .負(fù)極：負(fù)極： .總反應(yīng)：總反應(yīng)： .2H2e = = H2酸性酸性Fe2e = =

3、 Fe2Fe2H= Fe2 H21將鐵塊放入稀硫酸中，可看到鐵和硫酸迅速反應(yīng)，將鐵塊放入稀硫酸中，可看到鐵和硫酸迅速反應(yīng)，并產(chǎn)生大量的氫氣，這一過(guò)程是不是析氫腐蝕？并產(chǎn)生大量的氫氣，這一過(guò)程是不是析氫腐蝕？提示：提示：這是一個(gè)化學(xué)腐蝕而不屬于電化學(xué)腐蝕這是一個(gè)化學(xué)腐蝕而不屬于電化學(xué)腐蝕(4)鋼鐵的吸氧腐蝕鋼鐵的吸氧腐蝕吸氧腐蝕的條件：鋼鐵表面的吸附水膜吸氧腐蝕的條件：鋼鐵表面的吸附水膜 很弱，很弱，或呈或呈 電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：負(fù)極：負(fù)極： ，正極：正極： ，總反應(yīng)：總反應(yīng)： .中性中性Fe2e=Fe2O22H2O4e = = 4OH酸性酸性2Fe2H2OO2 = = 2Fe(OH)2(5)鐵

4、銹的形成鐵銹的形成 (用化學(xué)方程式用化學(xué)方程式表示表示)生成的生成的Fe(OH)3分解，從而生成鐵銹分解，從而生成鐵銹(Fe2O3nH2O) 4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)32你認(rèn)為在硫酸廠附近的金屬發(fā)生的主要是哪一類(lèi)腐蝕？你認(rèn)為在硫酸廠附近的金屬發(fā)生的主要是哪一類(lèi)腐蝕？提示：提示：硫酸廠附近空氣中的二氧化硫的含量比其他硫酸廠附近空氣中的二氧化硫的含量比其他地方的高，導(dǎo)致金屬接觸到的溶液酸性較強(qiáng)，若發(fā)地方的高，導(dǎo)致金屬接觸到的溶液酸性較強(qiáng)，若發(fā)生電化學(xué)腐蝕應(yīng)是析氫腐蝕生電化學(xué)腐蝕應(yīng)是析氫腐蝕三、金屬的防護(hù)三、金屬的防護(hù)1電化學(xué)防護(hù)方法電化學(xué)防護(hù)方法(1)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法犧牲陽(yáng)

5、極的陰極保護(hù)法利用原電池原理，讓被保護(hù)的金屬為利用原電池原理，讓被保護(hù)的金屬為 ，用還，用還原性強(qiáng)的金屬為原性強(qiáng)的金屬為 ，負(fù)極金屬被消耗，被保護(hù)，負(fù)極金屬被消耗，被保護(hù)的金屬避免腐蝕的金屬避免腐蝕 (2)外加電流的陰極保護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法讓被保護(hù)金屬與外加直流電源的讓被保護(hù)金屬與外加直流電源的 相連讓其成為相連讓其成為 ，從而得到防護(hù)，從而得到防護(hù)正極正極負(fù)極負(fù)極負(fù)極負(fù)極陰極陰極2隔絕法隔絕法(1)讓金屬制品處于讓金屬制品處于 的環(huán)境中，電解質(zhì)溶液存在量的環(huán)境中，電解質(zhì)溶液存在量 減少，金屬不易被腐蝕減少，金屬不易被腐蝕(2)在金屬表面加一層保護(hù)層常見(jiàn)的方法是加一層在金屬表面加一層保護(hù)

6、層常見(jiàn)的方法是加一層 、 、 、 、 等保護(hù)層，效果等保護(hù)層，效果 較好的方法還有在金屬表面鍍上一層較好的方法還有在金屬表面鍍上一層 油漆油漆干燥干燥陶瓷陶瓷金屬防護(hù)層金屬防護(hù)層搪瓷搪瓷塑料塑料橡膠橡膠3金屬鋁比金屬鐵還要活潑，但鋁卻經(jīng)久耐用，這是為金屬鋁比金屬鐵還要活潑，但鋁卻經(jīng)久耐用，這是為什么？什么？提示：提示：金屬鋁在空氣中很容易被氧化，但生成的氧金屬鋁在空氣中很容易被氧化，但生成的氧化物薄膜非常致密，可以阻止鋁進(jìn)一步被氧化化物薄膜非常致密，可以阻止鋁進(jìn)一步被氧化.1金屬的腐蝕都是金屬失去電子被氧化的過(guò)程，所以金屬的腐蝕都是金屬失去電子被氧化的過(guò)程，所以都是化學(xué)腐蝕都是化學(xué)腐蝕()提示

7、：提示：錯(cuò)誤化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕都有化學(xué)反應(yīng)錯(cuò)誤化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕都有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，區(qū)別在于電化學(xué)腐蝕發(fā)生原電池反應(yīng)，有電發(fā)生，區(qū)別在于電化學(xué)腐蝕發(fā)生原電池反應(yīng)，有電流產(chǎn)生，而化學(xué)腐蝕無(wú)電流產(chǎn)生，因此并不是有化流產(chǎn)生，而化學(xué)腐蝕無(wú)電流產(chǎn)生，因此并不是有化學(xué)反應(yīng)的腐蝕都是化學(xué)腐蝕學(xué)反應(yīng)的腐蝕都是化學(xué)腐蝕2鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕的區(qū)別在于前者有鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕的區(qū)別在于前者有H2生生成，后者有成，后者有O2參加參加()提示：提示：正確根據(jù)正極反應(yīng)可作判斷正確根據(jù)正極反應(yīng)可作判斷3防止金屬腐蝕的方法很多，有化學(xué)方法也有物理方防止金屬腐蝕的方法很多，有化學(xué)方法也有物理方法法()提示：提示：

8、正確化學(xué)方法有符合原電池原理的方法，正確化學(xué)方法有符合原電池原理的方法，也有符合電解原理的方法，物理方法如外加防護(hù)層，也有符合電解原理的方法，物理方法如外加防護(hù)層，如涂油脂、噴漆等如涂油脂、噴漆等4通常情況下，金屬的腐蝕以化學(xué)腐蝕為主，極少有通常情況下，金屬的腐蝕以化學(xué)腐蝕為主，極少有電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕()提示：提示：錯(cuò)誤通常情況，金屬的腐蝕主要是電化學(xué)錯(cuò)誤通常情況，金屬的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕，并主要是吸氧腐蝕腐蝕，并主要是吸氧腐蝕一、化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較一、化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較種類(lèi)種類(lèi)化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕金屬腐蝕金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)的實(shí)質(zhì)金屬原子失去電子被氧化而消耗的

9、過(guò)程：金屬原子失去電子被氧化而消耗的過(guò)程：Mne=Mn原理原理金屬和非電解質(zhì)或金屬和非電解質(zhì)或其他物質(zhì)接觸而直其他物質(zhì)接觸而直接發(fā)生氧化還原反接發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕應(yīng)而引起的腐蝕不純金屬或合金在電解不純金屬或合金在電解質(zhì)溶液中發(fā)生原電池反質(zhì)溶液中發(fā)生原電池反應(yīng)，使較活潑的金屬失應(yīng)，使較活潑的金屬失去電子被氧化而消耗去電子被氧化而消耗種類(lèi)種類(lèi)化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕區(qū)別區(qū)別金屬直接與其他物質(zhì)發(fā)金屬直接與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而消耗生化學(xué)反應(yīng)而消耗不純金屬在電解質(zhì)溶不純金屬在電解質(zhì)溶液中發(fā)生原電池作用液中發(fā)生原電池作用腐蝕過(guò)程無(wú)電流產(chǎn)生腐蝕過(guò)程無(wú)電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生金屬被

10、腐蝕金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕二、鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較二、鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕條件條件水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性很弱或呈中性正極正極反應(yīng)反應(yīng)2H2e=H2O22H2O4e=4OH負(fù)極負(fù)極反應(yīng)反應(yīng)Fe2e=Fe2總反總反應(yīng)應(yīng)Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2特別關(guān)注特別關(guān)注 判斷金屬的腐蝕類(lèi)型要從本質(zhì)入手，化學(xué)腐蝕和電化判斷金屬的腐蝕類(lèi)型要從本質(zhì)入手，化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)區(qū)別在于是否發(fā)生原電池反應(yīng)電化學(xué)腐蝕學(xué)腐蝕的本質(zhì)區(qū)別在于是否發(fā)生原電池反應(yīng)電化學(xué)腐蝕中，只有在金屬活動(dòng)性順

11、序中位于氫前面的金屬才可能發(fā)中，只有在金屬活動(dòng)性順序中位于氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕，而位于氫之后的金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕生析氫腐蝕，而位于氫之后的金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕三、金屬的電化學(xué)防護(hù)三、金屬的電化學(xué)防護(hù)電化電化學(xué)防學(xué)防護(hù)護(hù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法依據(jù)依據(jù)原電池原理原電池原理電解池原理電解池原理原理原理形成原電池時(shí)，被保護(hù)金屬形成原電池時(shí)，被保護(hù)金屬作正極作正極(陰極陰極)，不反應(yīng)受到，不反應(yīng)受到保護(hù)；活潑金屬作負(fù)極保護(hù)；活潑金屬作負(fù)極(陽(yáng)陽(yáng)極極)，發(fā)生反應(yīng)受到腐，發(fā)生反應(yīng)受到腐蝕陽(yáng)極要定期予以更換蝕陽(yáng)極要定期予以更換將被保護(hù)金屬與

12、另一附加將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，電極作為電解池的兩個(gè)極，使被保護(hù)金屬作陰極，在使被保護(hù)金屬作陰極，在外加直流電源的作用下使外加直流電源的作用下使陰極得到保護(hù)陰極得到保護(hù)應(yīng)用應(yīng)用一些鋼鐵設(shè)備如鍋爐內(nèi)壁、船一些鋼鐵設(shè)備如鍋爐內(nèi)壁、船體外殼等裝上鎂合金或鋅片體外殼等裝上鎂合金或鋅片土壤、海水及水土壤、海水及水中的金屬設(shè)備中的金屬設(shè)備實(shí)例實(shí)例示意示意圖圖特別關(guān)注特別關(guān)注 在電化學(xué)上，失去電子的一極叫負(fù)極，也叫陽(yáng)在電化學(xué)上，失去電子的一極叫負(fù)極，也叫陽(yáng)極犧牲陽(yáng)極的電化學(xué)保護(hù)其實(shí)是原電池原理而不是電極犧牲陽(yáng)極的電化學(xué)保護(hù)其實(shí)是原電池原理而不是電解池中的陽(yáng)極解池中的陽(yáng)極考查點(diǎn)一金屬腐蝕

13、的化學(xué)原理考查點(diǎn)一金屬腐蝕的化學(xué)原理 例例1(2009上海高考上海高考)右圖裝置中，右圖裝置中，U形管內(nèi)為紅墨水，形管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是生鐵塊，放置一段時(shí)間下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是 ()A生鐵塊中的碳是原電池的正極生鐵塊中的碳是原電池的正極B紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋呒t墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Fe2eFe2Da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕試管中發(fā)生了析氫腐蝕答案答案B解析解析F

14、e與與C及電解質(zhì)溶液形成原電池，及電解質(zhì)溶液形成原電池，F(xiàn)e是負(fù)極：是負(fù)極：Fe2eFe2，C是正極，在是正極，在a中發(fā)生吸氧腐蝕，中發(fā)生吸氧腐蝕，a中壓中壓強(qiáng)減小，強(qiáng)減小，b中發(fā)生析氫腐蝕，中發(fā)生析氫腐蝕，b中壓強(qiáng)增大，紅墨水柱液中壓強(qiáng)增大，紅墨水柱液面是左高右低，故選面是左高右低，故選B.1為研究金屬腐蝕的條件和速率，某課外小組學(xué)生用金屬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(gè)裝置中，絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在圖示的三個(gè)裝置中，再放置于玻璃鐘罩里保存一星期后，下列對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)再放置于玻璃鐘罩里保存一星期后，下列對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)現(xiàn)象描述不正

15、確的是現(xiàn)象描述不正確的是 ().A裝置裝置左側(cè)的液面一定會(huì)下降左側(cè)的液面一定會(huì)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(méi)被腐蝕中的鐵釘幾乎沒(méi)被腐蝕解析：解析：裝置裝置中鐵釘處于鹽酸的蒸氣中，被侵蝕而釋放中鐵釘處于鹽酸的蒸氣中，被侵蝕而釋放出出H2，使左側(cè)液面下降右側(cè)液面上升；裝置，使左側(cè)液面下降右側(cè)液面上升；裝置中鐵釘同中鐵釘同樣處于鹽酸的蒸氣中，不同的是懸掛鐵的金屬絲由鐵絲樣處于鹽酸的蒸氣中，不同的是懸掛鐵的金屬絲由鐵絲換成了銅絲，由于換成了銅絲，由于Fe比比Cu活潑，在這種氛圍中構(gòu)成的原活潑，在這種氛圍中構(gòu)成的原

16、電池會(huì)加速鐵釘?shù)那治g而放出更多的電池會(huì)加速鐵釘?shù)那治g而放出更多的H2，使左側(cè)液面下，使左側(cè)液面下降更多，右側(cè)液面上升得更多；裝置降更多，右側(cè)液面上升得更多；裝置中雖然懸掛鐵釘中雖然懸掛鐵釘?shù)倪€是銅絲，但由于濃硫酸有吸水性而無(wú)揮發(fā)性，使鐵的還是銅絲，但由于濃硫酸有吸水性而無(wú)揮發(fā)性，使鐵釘處于一種較為干燥的空氣中，因而在短時(shí)間內(nèi)幾乎沒(méi)釘處于一種較為干燥的空氣中，因而在短時(shí)間內(nèi)幾乎沒(méi)有被侵蝕有被侵蝕答案：答案： B考查點(diǎn)二金屬腐蝕的防護(hù)考查點(diǎn)二金屬腐蝕的防護(hù)例例2(2010北京高考北京高考)下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法正確的是正確的是()A鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)

17、鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)B鐵遇冷濃硝酸表現(xiàn)鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕鐵遇冷濃硝酸表現(xiàn)鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕C鋼管與銅管露天堆放在一起時(shí)，鋼管不易被腐蝕鋼管與銅管露天堆放在一起時(shí)，鋼管不易被腐蝕D鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)是鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)是Fe3e=Fe3解析解析本題考查金屬的腐蝕和防護(hù)，意在考查考生對(duì)本題考查金屬的腐蝕和防護(hù)，意在考查考生對(duì)金屬腐蝕原理的理解和防護(hù)措施的應(yīng)用鋼管與電源正金屬腐蝕原理的理解和防護(hù)措施的應(yīng)用鋼管與電源正極相連，則鋼管作陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，極相連，則鋼管作陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，A項(xiàng)項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，在表面生成一層致密的

18、錯(cuò)誤；鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，在表面生成一層致密的氧化膜保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕，氧化膜保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕，B項(xiàng)正確；鋼管與銅管露天項(xiàng)正確；鋼管與銅管露天堆放在一起，形成原電池時(shí)鋼管作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)堆放在一起，形成原電池時(shí)鋼管作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，而被腐蝕，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：為：Fe2e=Fe2，D項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤答案答案 B關(guān)鍵一點(diǎn)關(guān)鍵一點(diǎn) 金屬防護(hù)的基本思路是防止金屬與化學(xué)物質(zhì)直接接觸，金屬防護(hù)的基本思路是防止金屬與化學(xué)物質(zhì)直接接觸，防止金屬形成原電池反應(yīng)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法和外加防止金屬形成原電池反應(yīng)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法和外加電流的陰極保護(hù)法，兩種方法的原理都是抑制金屬原子失電流的陰極保護(hù)法，兩種方法的原理都是抑制金屬原子失電子，從而得到保護(hù)電子，從而得到保護(hù)2下列各種方法中，能對(duì)金屬起到阻止或減緩腐蝕作用的下列各種方法中，能對(duì)金屬起到阻止或減緩腐蝕作用的措施是措施是