高中化学选修4化学反应原理　　　　第四章第四节金属电化学腐蚀与防护ppt课件

1、第四章第四章 电化学根底电化学根底第四节第四节 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护金属腐蚀金属腐蚀我国作为世界上钢铁产量最多的国家我国作为世界上钢铁产量最多的国家2019年全国消费年全国消费钢材钢材37117.02万吨万吨 ，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的非常之一，由于金属腐蚀而呵斥的损失占到年产量的非常之一，由于金属腐蚀而呵斥的损失占到国内消费总值的国内消费总值的2%4%；约合人民币：；约合人民币：3000亿元亿元 2019年我国国内消费总值将达年我国国内消费总值将达15万亿元万亿元 。根据各国调查结果，普通说来，金属腐蚀所呵斥的经济根据各国调查结果

2、，普通说来，金属腐蚀所呵斥的经济损失大致为该国国民消费总值的损失大致为该国国民消费总值的4%左右。左右。另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超越水灾、火灾、另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超越水灾、火灾、风灾和地震平均值损失的总和，在这里还不包括风灾和地震平均值损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等呵斥的间接损失。由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等呵斥的间接损失。看后：他有何感想？看后：他有何感想？ 金属腐蚀的主关键处，不仅在于金属本身的损失，金属腐蚀的主关键处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品构造损坏所呵斥的损失比金属更严重的是金属制品构造损坏所呵斥的损失比金属本

3、身要大到无法估量。本身要大到无法估量。 腐蚀不仅呵斥经济损失，也经常对平安构成要挟。腐蚀不仅呵斥经济损失，也经常对平安构成要挟。 国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂痕而塌某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂痕而塌陷；油管因穿孔或裂痕而漏油，引起着火爆炸；化陷；油管因穿孔或裂痕而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔走漏，呵斥艰苦环境污染；管道工厂中储酸槽穿孔走漏，呵斥艰苦环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏消费环境，有毒气体和设备跑、冒、滴、漏，破坏消费环境，有毒气体如如Cl2、H2S、HCN等的

4、走漏，更会危及任务人员等的走漏，更会危及任务人员和附近居民的生命平安。和附近居民的生命平安。 面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害现实，大家有没有想过，铁怎样会被现实，大家有没有想过，铁怎样会被腐蚀？怎样防腐？腐蚀？怎样防腐？问题讨论问题讨论钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，它钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，它们在什么条件下易生锈？们在什么条件下易生锈？ 试设计实验来试设计实验来证明他的结论。证明他的结论。活动探求活动探求钢铁及其制品等生锈的条件钢铁及其制品等生锈的条件实验结论：实验结论： 。问题讨论问题讨论钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，假钢铁及其制品通常为含碳的铁

5、合金，假设在潮湿的环境里或湿度较大的环境里设在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，缘由是什么？长期放置，常易生锈变红，缘由是什么？活动与探求活动与探求 P91向铁粉中参与少量的炭粉，混合向铁粉中参与少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠均匀后，撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两支试管分别和稀醋酸润湿过的两支试管分别标志为标志为a a、b b中，按图中，按图1-281-28安装好安装好仪器。几分钟后，翻开止水夹，仪器。几分钟后，翻开止水夹，察看、比较导管中水柱在水中察看、比较导管中水柱在水中滴加几滴红墨水的变化和试管滴加几滴红墨水的变化和试管中的景象。中的景象。实验景

6、象：实验景象： 安装安装a中的导管中水柱上升，安装中的导管中水柱上升，安装b中的导管中的导管中水柱下降。中水柱下降。思索：导管中的水柱变化阐明什么问题？思索：导管中的水柱变化阐明什么问题？讨论，小结：讨论，小结：安装安装a中的导管中水柱上升，阐明大试管内气体压强中的导管中水柱上升，阐明大试管内气体压强减小，减小， a安装中有气体参与反响。安装中有气体参与反响。安装安装b中的导管中水柱下降，阐明大试管内气体生成。中的导管中水柱下降，阐明大试管内气体生成。思索：向铁粉中参与炭粉的作用是什么？思索：向铁粉中参与炭粉的作用是什么？在在a安装中铁、炭、氯化钠溶液及安装中铁、炭、氯化钠溶液及b安装中铁、炭

7、、安装中铁、炭、醋酸均构成原电池，能加快化学反响速率。醋酸均构成原电池，能加快化学反响速率。学生活动学生活动请大家根据原电池原理，写出电极反响式及电池反响请大家根据原电池原理，写出电极反响式及电池反响方程式。方程式。a安装中：安装中：负极：负极： Fe - 2e- = Fe2+正极：正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-电池反响：电池反响： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2分析：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。分析：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+

8、(3-n) H2Oa安装中：安装中：进一步反响：进一步反响：正极：正极： 2H+ 2e- =H2 负极：负极： Fe - 2e- = Fe2+b安装中安装中:电池反响：电池反响： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 分析：当钢铁处于酸性气氛中时，易发生析氢腐蚀；分析：当钢铁处于酸性气氛中时，易发生析氢腐蚀；析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。结合课本结合课本P90-P91相关内容相关内容1、什么是金属腐蚀？有哪些类别？、什么是金属腐蚀？有哪些类别？2、化学腐蚀和哪些要素有关？、化学腐蚀和哪些要素有关？3、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？分别、什么是电化学腐

9、蚀？有哪些类别？分别发生哪些电极反响？发生哪些电极反响？知识总结知识总结金属阳离子金属阳离子失失e-氧化反响氧化反响3、金属腐蚀的类、金属腐蚀的类型型化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀常见普遍常见普遍一、金属腐蚀一、金属腐蚀金属原子金属原子2、金属腐蚀的本、金属腐蚀的本质：质：1、金属腐蚀：、金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化复原反响而腐蚀损耗的过程。生氧化复原反响而腐蚀损耗的过程。化学腐蚀与电化腐蚀的比较化学腐蚀与电化腐蚀的比较:化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀条件条件现象现象本质本质联系联系金属跟非金属单质直金

10、属跟非金属单质直接接触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无电流产生无电流产生有微弱电流产生有微弱电流产生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，电化腐蚀更普遍钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O铁锈铁锈通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件水膜呈酸性。水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱或碱性。水膜呈中性或酸性很弱或碱性。电极反响电极反响负极负极Fe(- )Fe-2e-=Fe2+2Fe-4

11、e-=2Fe2+正极正极C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-总反响总反响:Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联络联络交流与讨论交流与讨论铁生锈除了必需有空气及水的参与外，还受其他一些要素铁生锈除了必需有空气及水的参与外，还受其他一些要素的影响。请解释以下有关铁生锈景象的缘由。的影响。请解释以下有关铁生锈景象的缘由。1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。由于海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电才干比内河由于海水中含有较多

12、的氯化钠等盐类，导电才干比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进展。的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进展。2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其外表至今很少有年遗留在南极的食品罐头盒，其外表至今很少有铁锈出现。铁锈出现。是由于南极的温度年年在是由于南极的温度年年在0以下，阐明在较高温度下，以下，阐明在较高温度下，腐蚀更易进展。腐蚀更易进展。交流与讨论交流与讨论3.用于衔接铜板的铁螺丝容易生锈。用于衔接铜板的铁螺丝容易生锈。是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。电池的负极，因此

13、铁易被腐蚀而生锈。4.当化工厂派出的废气为酸性气体时当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品工厂附近的铁制品容易生锈。容易生锈。阐明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。阐明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。课堂练习课堂练习1、如图、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天察看：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天察看：1假设液面上升，那么溶液呈假设液面上升，那么溶液呈 性，发性，发生生 腐蚀腐蚀,电极反响式为：负极：电极反响式为：负极： ,正极：正极：假设液面下降，那么溶液呈假设液面下降，那么溶液呈 性，发生腐蚀，电极反响式为：性，发生腐蚀，电极反响式为：负极：负极：

14、 正极：正极： 。2中性或碱性中性或碱性 吸氧吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性酸性析氢析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 请大家根据铁生锈的原理，思索请大家根据铁生锈的原理，思索应采取什么措施防止铁生锈？应采取什么措施防止铁生锈？交流与讨论交流与讨论请大家阅读课本请大家阅读课本92-9392-93原理原理 ：构成原电池反响时，让被维护金属做正构成原电池反响时，让被维护金属做正极，不反响，起到维护作用；而活泼金极，不反响，起到维护作用；而活泼金属反响遭到腐蚀。属反响遭到腐蚀。1.1.牺牲阳极维护法牺牲阳极维护法二、金属的电化学维护二、金属的电化学维护 牺牲阳极的阴极维护

15、法表示图牺牲阳极的阴极维护法表示图2.2.外加电流法外加电流法 将被维护金属与另一附加电极作为电解池的将被维护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被维护的金属作为阴极，在外加直流两个极，使被维护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到维护。此法主要用于防止电的作用下使阴极得到维护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。辅助阳极辅助阳极不溶性不溶性外加电流的阴极维护法表示图外加电流的阴极维护法表示图除此以外还有其它防护方法？除此以外还有其它防护方法？金属防护的几种重要方法金属防护的几种重要方法在金属外表覆盖维护层。在金属外表覆盖维护层。 改动金

16、属内部的组织构造，制成合金。改动金属内部的组织构造，制成合金。 电化学维护法，即将金属作为原电池的电化学维护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而遭到维护。正极或电解池的阴极而遭到维护。 小结小结2 2、20002000年年5 5月，保利集团在香港拍卖会上破费月，保利集团在香港拍卖会上破费30003000多多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是要成分是Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO3这三件这三件17601760年铜铸的国宝在年铜铸的国宝在240 240 年后看上去依然熠熠生辉不生锈，以下对起缘由年后看上去依然熠熠生辉不生锈，以下对起缘由的分析，最能够的是的分析，最能够的是A A、它们的外表都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；、它们的外表都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；B B、环境污染日趋严重，它们外表的铜绿被酸雨溶解、环境污染日趋严重，它们外表的铜绿被酸雨溶解洗去；洗去；C C、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；、铜的金