金属的电化学腐蚀与防护第一课时人教选修ppt课件

1、第四节金属的电化学腐蚀与防护第四节金属的电化学腐蚀与防护三维目标三维目标知识与技能知识与技能了解金属腐蚀的种类，能解释金属发生电化了解金属腐蚀的种类，能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，知道学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，知道防止金属腐蚀的方法防止金属腐蚀的方法过程与方法过程与方法通过科学探究，培养学生的动手操作能力和通过科学探究，培养学生的动手操作能力和根据所学知识解决实际问题的能力根据所学知识解决实际问题的能力情感、态度情感、态度与价值观与价值观通过了解金属发生腐蚀的原因及现代的防腐通过了解金属发生腐蚀的原因及现代的防腐措施，感受化学对人类生产和生活的影响措施，感受化学对

2、人类生产和生活的影响思维激活思维激活19651965年，湖北省博物馆在江陵发掘楚墓时，发现了两把年，湖北省博物馆在江陵发掘楚墓时，发现了两把寒光闪闪、非常珍贵的宝剑，金黄色的剑身上，还有漂亮的寒光闪闪、非常珍贵的宝剑，金黄色的剑身上，还有漂亮的黑色菱形格子花纹，其中一把剑上还铸有黑色菱形格子花纹，其中一把剑上还铸有“越王勾践自作用越王勾践自作用剑剑8 8个字，这就是极其有名的越王勾践剑个字，这就是极其有名的越王勾践剑( (含锡、青铜，钝含锡、青铜，钝化处理化处理) )。这两把宝剑在地下埋藏了足足有。这两把宝剑在地下埋藏了足足有20002000多年，出土多年，出土时竟仍然光彩夺目、锋利无比，并无

3、丝毫锈蚀。时竟仍然光彩夺目、锋利无比，并无丝毫锈蚀。而耸立于美国纽约港外一个海岛上而耸立于美国纽约港外一个海岛上1515层楼高的自由女神层楼高的自由女神铜像铜像( (内支架为铁质内支架为铁质) )，经过仅仅百年的风风雨雨，就和人一，经过仅仅百年的风风雨雨，就和人一样，已经生样，已经生“病了。病了。你想知道其中的原因吗？你想知道其中的原因吗？自学导引自学导引一、金属的电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀1金属的腐蚀：指金属与周围接触到的气体或液体物金属的腐蚀：指金属与周围接触到的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。金属腐蚀的本质是质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。金属腐蚀的本质是金属失去

4、电子变成阳离子，发生氧化反应。一般可分为化学金属失去电子变成阳离子，发生氧化反应。一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。腐蚀和电化学腐蚀。2电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，发生原电池反应， 较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。蚀叫做电化学腐蚀。(1)钢铁的析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液酸性较强钢铁的析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，将发生析氢腐蚀。时，将发生析氢腐蚀。Fe是负极，是负极，C是正极。负极反应为是正极。负极反应为Fe2eFe2；正极反应为；正极反应为2

5、H2eH2；生成的；生成的Fe(OH)2在空气中发生变化的化学方程式为在空气中发生变化的化学方程式为4Fe(OH)22H2OO24Fe(OH)3。(2)钢铁的吸氧腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液酸性很弱钢铁的吸氧腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液酸性很弱或呈中性并溶有或呈中性并溶有O2时，将发生吸氧腐蚀。负极反应为时，将发生吸氧腐蚀。负极反应为2Fe4e2Fe2；正极反应为；正极反应为2H2OO24e4OH ；总；总反应的化学方程式为反应的化学方程式为2Fe2H2OO22Fe(OH)2。思考题思考题1为什么说电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要为什么说电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因？原因？答案在潮湿的空气

6、里，钢铁表面形成一层溶有答案在潮湿的空气里，钢铁表面形成一层溶有O2、SO2、CO2等气体的电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的等气体的电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳及其他杂质形成无数微小的原电池。由于形成的原电池加碳及其他杂质形成无数微小的原电池。由于形成的原电池加快了铁的氧化反应，故电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要因快了铁的氧化反应，故电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要因素。素。二、金属的电化学防护二、金属的电化学防护1防护措施防护措施金属发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极的金属被金属发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极的金属被腐蚀，作为正极的金属不被腐蚀，如果能让被保护的金属作腐蚀，作为

7、正极的金属不被腐蚀，如果能让被保护的金属作为正极，则该金属就不会被腐蚀。要达到这个目的，通常可为正极，则该金属就不会被腐蚀。要达到这个目的，通常可采用的方法有牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护采用的方法有牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法。法。思考题思考题2外加电流的阴极保护法这种金属保护法的原外加电流的阴极保护法这种金属保护法的原理是什么？理是什么？答案这种方法是把被保护的钢铁设备答案这种方法是把被保护的钢铁设备(如钢闸门、输油如钢闸门、输油管道等管道等)作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者放在电解作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者放在电解质溶液质溶液(海水海水)里，接上

8、外加直流电源。通电后，电子被强制里，接上外加直流电源。通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面产生负电荷流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面产生负电荷(电子电子)的积的积累，这样就抑制了钢铁发生失去电子的作用累，这样就抑制了钢铁发生失去电子的作用(氧化反应氧化反应)，从，从而防止了钢铁的腐蚀。而防止了钢铁的腐蚀。2金属防腐蚀的其他方法：把金属制成防腐的合金、金属防腐蚀的其他方法：把金属制成防腐的合金、喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、表面钝化等。喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、表面钝化等。名师解惑名师解惑一、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较一、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐

9、蚀(主要主要)定义定义金属跟接触到的物质金属跟接触到的物质直接发生化学反应而直接发生化学反应而引起的腐蚀引起的腐蚀不纯的金属不纯的金属(或合金或合金)跟接触到的电解质溶液所发生的跟接触到的电解质溶液所发生的原电池反应，较活泼金属原子失去电子而被氧化引起原电池反应，较活泼金属原子失去电子而被氧化引起的腐蚀的腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀(主要主要)析氢腐蚀析氢腐蚀条件条件金属与可反应物质直金属与可反应物质直接接触接接触水膜中溶有水膜中溶有O2，呈极弱酸性，呈极弱酸性或中性或中性水膜酸性较强水膜酸性较强现象现象无电流产生无电流产生有微弱电流产生有微弱电流产生反应式反应式2Fe3Cl22FeCl3负极：负极：

10、Fe2eFe2正极：正极：2H2OO24e4OH正极：正极：2H2eH2联系联系两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、危害更大两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、危害更大特别提醒特别提醒只有在金属活动性顺序表中位于氢前面的金属才可能发只有在金属活动性顺序表中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀。生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀。二、金属腐蚀快慢的判断方法二、金属腐蚀快慢的判断方法1 1在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀( (金属作金属作电解池的阳极电解池的阳极)原电池原理

11、引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀( (金属作原电池的负金属作原电池的负极极)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 2有无保护措施的：无保护措施的金属腐蚀有无保护措施的：无保护措施的金属腐蚀 有一定保有一定保护措施的金属腐蚀护措施的金属腐蚀 牺牲阳极的阴极金属的腐蚀牺牲阳极的阴极金属的腐蚀 有外接电源有外接电源的阴极金属腐蚀。的阴极金属腐蚀。特别提醒特别提醒对于活动性不同的两金属，活动性差别越大，氧化还原对于活动性不同的两金属，活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属腐蚀速率越快；纯度越高的金属，反应的速率越快，活泼金属腐蚀速率越快；纯度越高的金属，腐蚀速率越慢。腐蚀速

12、率越慢。典例导析典例导析知识点知识点1：金属的电化学腐蚀原理：金属的电化学腐蚀原理例例1下列关于金属腐蚀的叙述中不正确的是下列关于金属腐蚀的叙述中不正确的是()A金属被腐蚀的本质是：金属被腐蚀的本质是：MneMn(M表示金属表示金属)而被氧化而被氧化B金属发生电化学腐蚀一定是在酸性环境中金属发生电化学腐蚀一定是在酸性环境中C铜制品上的铝质铆钉，在潮湿的空气中易被腐蚀铜制品上的铝质铆钉，在潮湿的空气中易被腐蚀D金属发生电化学腐蚀时是较活泼的金属作负极先被金属发生电化学腐蚀时是较活泼的金属作负极先被腐蚀腐蚀解析金属的电化学腐蚀也可以在中性或碱性环境下进解析金属的电化学腐蚀也可以在中性或碱性环境下进

13、行；行；Cu、Al在潮湿的空气中会构成原电池，铝易被腐蚀。在潮湿的空气中会构成原电池，铝易被腐蚀。答案答案B跟踪练习跟踪练习1下列叙述中不正确的是下列叙述中不正确的是()A锌跟稀硫酸反应制取氢气时，加入少量的硫酸铜能锌跟稀硫酸反应制取氢气时，加入少量的硫酸铜能加快反应速率加快反应速率B镀层破损后，白铁镀层破损后，白铁(镀锌的铁镀锌的铁)比马口铁比马口铁(镀锡的铁镀锡的铁)更更易被腐蚀易被腐蚀C钢铁表面常易被锈蚀生成钢铁表面常易被锈蚀生成Fe2O3nH2OD钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，电极反应相同钢铁在发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀时，电极反应相同的是负极反应的是负极反应答案答案B知识点知识点2：金

14、属腐蚀速率的比较：金属腐蚀速率的比较例例2如下图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐如下图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，按由快到慢排列的顺序是蚀时，按由快到慢排列的顺序是()ABCD解析在原电池中，活泼金属为负极，该金属被氧化，解析在原电池中，活泼金属为负极，该金属被氧化，不活泼金属便被保护起来，其被腐蚀的速率大大地减小，所不活泼金属便被保护起来，其被腐蚀的速率大大地减小，所以容器以容器中的铁被腐蚀的速率比容器中的铁被腐蚀的速率比容器中的慢；反之，当铁中的慢；反之，当铁与比它不活泼的金属，如与比它不活泼的金属，如Sn、Cu等连接起来，则其被腐蚀的等连接起来，则其被腐蚀的速率增大，所以在容器速率增大，所以在容器中的铁比容器中的铁比容器中的铁腐蚀得快；中的铁腐蚀得快；容器容器是一个电解池，在这里是一个电解池，在这里Fe是阳极，在外加电源的作用是阳极，在外加电源的作用下不断地以下不断地以Fe2的形式进入容器中，从而加速了铁的腐蚀。的形式进入容器中，从而加速了铁的腐蚀。在上述四种容器中，容器在上述四种容器中，容器中的铁的腐蚀过程是最快的