选修4 化学反应原理 第四章 电化学基础 第四节 金属的电化学腐蚀与防护课件 课件

1、第四节第四节 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护第四章第四章 电化学基础电化学基础钢铁生锈钢铁生锈铁锈的主要成分：铁锈的主要成分： Fe2O3xH2O铜器生锈铜器生锈铜绿的主要成分：铜绿的主要成分： Cu2(OH)2CO3思考：金属腐蚀的本质是什么？思考：金属腐蚀的本质是什么？FeFe2O30 +3CuCu2(OH)2CO30 +2本质：本质：M ne- = Mn+（氧化反应）（氧化反应）1、定义：、定义：金属或合金与周围接触到的气体或液体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。进行化学反应而腐蚀损耗的过程。铁与酸反应，铁被腐铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢

2、。蚀。腐蚀速率较慢。铁作负极铁作负极(阳极阳极)被腐蚀被腐蚀腐蚀速率较快。腐蚀速率较快。(2)电化学腐蚀：电化学腐蚀：不纯的金属不纯的金属跟电解质溶液接触时，跟电解质溶液接触时， 会会发生原电池反应发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧，比较活泼的金属失电子而被氧化腐蚀。化腐蚀。2、类型：、类型：(1)化学腐蚀：金属跟接触到的物质化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应直接发生化学反应 而引起的腐蚀。而引起的腐蚀。化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀条件条件金属跟非金属等氧化金属跟非金属等氧化剂直接接触剂直接接触不纯金属或合金不纯金属或合金跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触现象现象无电流产生

3、无电流产生有有微弱电流微弱电流产生产生本质本质金属被氧化金属被氧化较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化联系联系两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍 思考：为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，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呢？而在潮湿的空气中却易生锈呢？钢铁钢铁潮湿空气潮湿空气水膜水膜来自大气的酸性气体来自大气的酸性气体H+铁铁C 原电池原电池钢铁发生了钢铁发生了电化学腐蚀电化学腐蚀。钢铁表面形成的微小原电池示意图钢铁表面形成的微小原电池示意图2H+ 2e- =H2 Fe - 2e- = Fe2+总反应：总反应： Fe + 2H+ =Fe

4、2+ + H2 负极：负极：正极：正极：分析：当钢铁处于分析：当钢铁处于 较强的酸性环境较强的酸性环境 中时，中时，易发生易发生析氢腐蚀析氢腐蚀1、析氢腐蚀、析氢腐蚀实验实验4-3将用酸洗除锈的铁钉，在饱和食盐水浸泡后放将用酸洗除锈的铁钉，在饱和食盐水浸泡后放在如图所示的装置中，几分钟后观察导管中水柱的变化。在如图所示的装置中，几分钟后观察导管中水柱的变化。实验现象：实验现象：几分钟后几分钟后, ,装置中的导管中水柱上升装置中的导管中水柱上升几天之后发现铁钉表面生锈几天之后发现铁钉表面生锈说明装置中有气体参加反应。说明装置中有气体参加反应。结论：结论：2、吸氧腐蚀、吸氧腐蚀酸性很弱或者中性酸性

5、很弱或者中性条件下，易发生条件下，易发生 吸氧腐蚀吸氧腐蚀电池总反应：电池总反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-2Fe - 4e- = 2Fe2+负极：负极：正极：正极： Fe(OH)3脱去一部分水生成的铁锈脱去一部分水生成的铁锈(Fe2O3xH2O) 2Fe(OH)3 Fe2O3xH2OFe(OH)2在空气中继续反应：在空气中继续反应：4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 吸氧腐蚀较为普遍吸氧腐蚀较为普遍 炒过菜的铁锅未及时洗净炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含有残液中含有NaCl),不久便会不久便会因腐蚀而出

6、现红褐色锈斑。因腐蚀而出现红褐色锈斑。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件电电极极反反应应负极负极Fe(-)正极正极C(+)总反应总反应联系联系水膜呈水膜呈较强酸性较强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金属的腐蚀以金属的腐蚀以电化学腐蚀电化学腐蚀为主，为主，电化学腐蚀又以电化学腐蚀又以吸氧腐蚀吸氧腐蚀为主为主(pH5.6时时)若若pH ( 2 ) ( 1 )

7、( 3 ) ( 4 )l提示：金属腐蚀的快慢程度提示：金属腐蚀的快慢程度电解池的阳极电解池的阳极原电池的负极原电池的负极化学腐蚀化学腐蚀原电池的正极原电池的正极电解池的阴极电解池的阴极1电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀化学腐蚀 有防护措施的腐蚀有防护措施的腐蚀2同一金属在不同电解质溶液中的腐蚀速率同一金属在不同电解质溶液中的腐蚀速率 强电解质强电解质弱电解质弱电解质非电解质非电解质3原电池原理引起的腐蚀速率：两电极金属活动原电池原理引起的腐蚀速率：两电极金属活动性相差越大，越易腐蚀性相差越大，越易腐蚀4对于同一电解质溶液来说，电解质溶液浓度越

8、对于同一电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快大，腐蚀越快5、如图、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：数天观察：(1)若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀腐蚀,电极反应式为：负极电极反应式为：负极： , 正极：正极： ；(2)若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀，腐蚀，电极反应式为：负极：电极反应式为：负极： ，正极：正极： 。弱酸性、中弱酸性、中性或碱性性或碱性 吸氧吸氧2Fe-4e-2Fe2+O2+2H2O+4e-4OH-酸酸析氢析氢Fe-2e-Fe2+2H+2e-H2 4、为研究金属腐蚀

9、的条件和速率，某课外小组学生、为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象描述不正确的是（下列对实验结束时现象描述不正确的是（ ）A装置装置左侧的液面一定会下降左侧的液面一定会下降B左侧液面装置左侧液面装置比装置比装置的低的低C装置装置中的铁钉腐蚀最严重中的铁钉腐蚀最严重D装置装置中的铁钉几乎没被腐蚀中的铁钉几乎没被腐蚀B健身器材刷油漆以防锈健身器材刷油漆以防锈衣架和电线的外面衣架和电线的外面包上一层塑料层包上一层塑料层某些工具的某些工具的“机械转动部机械转动部位位”选用油脂来防锈选用油脂来防锈自行车的钢圈和车自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨层既耐腐蚀又耐磨的的Cr家里用的不锈锅家里用的不锈锅将无机将无机玻璃质玻璃质材料通过熔材料通过熔融凝于基体金属上并与金融凝于基体金属上并与金属牢固结合在一起的一种属牢固结合在一起的一种复合材料复合材料 据统计