选修5第四章-金属的电化学腐蚀与防护-公开课

1、金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护 金属的腐蚀在生活中非常普遍金属的腐蚀在生活中非常普遍 钢铁生锈钢铁生锈 铜器生锈铜器生锈 铜器表面生成铜绿铜器表面生成铜绿 一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀 1 1、什么是金属腐蚀？、什么是金属腐蚀？ 指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应 而腐蚀损耗的过程。而腐蚀损耗的过程。 2 2、金属腐蚀的本质是什么、金属腐蚀的本质是什么? ? 是金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）。是金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）。 M - ne- = Mn+ 3 3、金属腐蚀的类型有哪些

2、？、金属腐蚀的类型有哪些？ 金属跟接触到的干燥气体（如金属跟接触到的干燥气体（如SOSO2 2、ClCl2 2、O O2 2等）或非电解质等）或非电解质 溶液（石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。溶液（石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。 不纯的金属与电解质溶液接触时，发生原电池反应，比不纯的金属与电解质溶液接触时，发生原电池反应，比 较活泼的金属失去电子被氧化。较活泼的金属失去电子被氧化。 化学腐蚀：化学腐蚀： 电化学腐蚀：电化学腐蚀： 根据与金属接触的介质不同根据与金属接触的介质不同 烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中 含含 NaClNaCl），第二天

3、便出现红棕色锈斑（主），第二天便出现红棕色锈斑（主 要成分为要成分为Fe Fe 2 2 O O 3 3n nH H2 2O O）。请问这种腐蚀是）。请问这种腐蚀是 化学腐蚀还是电化学腐蚀化学腐蚀还是电化学腐蚀? ?为什么为什么? ? 解析：属于电化学腐蚀。解析：属于电化学腐蚀。 因为铁锅是由生铁做成的因为铁锅是由生铁做成的, ,铁锅生锈是因为铁锅生锈是因为Fe-Fe- C-NaClC-NaCl形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁 离子，从而被腐蚀。离子，从而被腐蚀。 升温可加快升温可加快 金属腐蚀金属腐蚀 家用燃气灶的中心部位很容易生锈家用燃气灶的中心部

4、位很容易生锈 食品罐头放在南极食品罐头放在南极80多年了，却多年了，却 很少生锈很少生锈 海边的铁制品比较容易生锈海边的铁制品比较容易生锈. . 思考思考为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈？为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈？ 在潮湿的空气里在潮湿的空气里, ,钢铁表面吸附了一层薄薄的钢铁表面吸附了一层薄薄的水水 膜膜。水膜中溶解有来自大气中的。水膜中溶解有来自大气中的COCO2 2、SOSO2 2、H H2 2S S等气等气 体体 使水膜中含有一定量的使水膜中含有一定量的H H + + 这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜这样在钢铁表面形成

5、了一层电解质溶液的薄膜, , 它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。微小的原电池。 你知道吗？你知道吗？ 钢铁腐蚀钢铁腐蚀 联系联系 总反应总反应 正极正极 C(+)C(+) 负极负极 Fe(-)Fe(-) 电电 极极 反反 应应 条件条件 析氢腐蚀析氢腐蚀 水膜呈水膜呈较强酸性较强酸性 Fe-2e-=Fe2+ 2H+2e-=H2 2H+Fe=Fe2+H2 实验探究1 将铁和炭的混合粉末撒入内壁用将铁和炭的混合粉末撒入内壁用氯化钠氯化钠润湿过的试管中，润湿过的试管中， 按图示装置好仪器，观察按图示装置好仪器，观察U U型管中水柱（在水中滴加几滴型管中水柱

6、（在水中滴加几滴 红墨水）的变化和试管中的现象。红墨水）的变化和试管中的现象。 实验探究1 实验现象：实验现象： 装置中U型管两端液面左_右_ 高低 产生该现象说产生该现象说 明了什么问题？明了什么问题？ 钢铁腐蚀钢铁腐蚀 联系联系 总反应总反应 正极正极 C(+)C(+) 负极负极 Fe(-)Fe(-) 电电 极极 反反 应应 条件条件 吸氧腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀 水膜呈水膜呈强酸性强酸性水膜呈水膜呈中性中性或或弱酸性弱酸性 Fe-2e-=Fe2+Fe-2e-=Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH- 2H+2e-=H2 2H+Fe=Fe2+H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)

7、2 Fe2O3 xH2O 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 金属的腐蚀以电化学腐蚀为主金属的腐蚀以电化学腐蚀为主 电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主 (1)(1)若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 ， 发生发生 腐蚀腐蚀 1.1.如图如图, , 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察： (2)(2)若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈_， 发生发生_腐蚀腐蚀 弱酸性或中性弱酸性或中性 吸氧吸氧 较强酸性较强酸性 析氢析氢 请大家根据铁生锈的原理，思考应采取请大家根据铁生锈的原理，思考应采取 什么措施防止铁生锈？什

8、么措施防止铁生锈？ 交流与讨论交流与讨论 二、金属的电化学保护二、金属的电化学保护 1 1、牺牲阳极的阴极保护法、牺牲阳极的阴极保护法 形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；形成原电池反应时，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。而活泼金属反应受到腐蚀。 实验探究2 课本P87 科学探究 实验现象：实验现象：电压计指针发生偏电压计指针发生偏 转，铁电极上有气泡产生，取转，铁电极上有气泡产生，取 铁电极附近的溶液滴加铁电极附近的溶液滴加 K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 （铁氰化钾）溶液（铁氰化钾）溶液 无蓝色出现。无蓝色出现。 FeFe2+ 2+会与 会与Fe(CN)Fe(CN)6 6 3- 3-反应生成特征的 反应生成特征的蓝色蓝色沉淀沉淀 实验反思 这个装置中有没有Fe2+产生？说明什么问题？ 此实验没有Fe2+产生，说明铁钉未 腐蚀，Zn片起到了防护作用 2 2、外加电流的阴极保护法、外加电流的阴极保护法 将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作 为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保