第四节金属的电化学腐蚀与防护

1、寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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想一想：想一想：比较下列比较下列Fe腐蚀的快慢？腐蚀的快慢？铁与酸反应，铁被腐铁与酸反应，铁被腐蚀。蚀。铁与碳形成原电池铁铁与碳形成原电池铁作负极被腐蚀。作负极被腐蚀。腐蚀速率较慢腐蚀速率较慢腐蚀速率较快腐蚀速率较快寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第四节金

2、属的电化学腐蚀与防护第四节金属的电化学腐蚀与防护钢铁生锈钢铁生锈铁锈的主要成分：铁锈的主要成分：Fe2O3XH2O寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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铜器生锈铜器生锈铜器表面生成铜绿铜器表面生成铜绿铜绿的主要成分：铜绿的主要成分：Cu2(OH)2CO3寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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 2007年年8月月1日，美国明尼苏达州一座跨越密西日，美国明尼苏达州一座跨越密西西比河的大桥发

3、生坍塌。事故造成西比河的大桥发生坍塌。事故造成6人死亡。人死亡。寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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中国航天工业总公司第三十一研究所近日公布了一组中国航天工业总公司第三十一研究所近日公布了一组数据：数据：全球每一分钟就有全球每一分钟就有1吨钢材腐蚀成铁锈。吨钢材腐蚀成铁锈。全球每年钢铁腐蚀的经济损失约全球每年钢铁腐蚀的经济损失约10000亿美元，占各亿美元，占各国国民生产总值国国民生产总值GNP的的2%4%，在美国，每年因钢，在美国，每年因钢铁腐蚀造成的损失就占国内生产总值的铁腐蚀造成的

4、损失就占国内生产总值的3%，大约三分，大约三分之一的化学设备因局部腐蚀而停工。我国钢铁腐蚀经之一的化学设备因局部腐蚀而停工。我国钢铁腐蚀经济损失高达济损失高达2800亿人民币，约占国民生产总值亿人民币，约占国民生产总值GNP的的4%，每年约有，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊人的。造成的损失是惊人的。寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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金属被腐蚀后有什么危害？金属被腐蚀后有什么危害？外形、色泽、机械性能发生变化；外形、色泽、机械性能

5、发生变化； 影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至报废；影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至报废；桥梁、建筑物强度降低而坍塌；桥梁、建筑物强度降低而坍塌；地下金属管道泄漏；地下金属管道泄漏；轮船船体损坏；轮船船体损坏；金属腐蚀还可能造成环境污染。金属腐蚀还可能造成环境污染。损耗金属损耗金属 损坏机械设备损坏机械设备 造成经济损失造成经济损失 造成严重事故造成严重事故寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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1.金属的腐蚀金属的腐蚀概念：金属腐蚀是指金属与周围的概念：金属腐蚀是指金属与周围的_物质

6、发物质发生生_反应而引起损耗的现象。反应而引起损耗的现象。特征：金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方特征：金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面会发生变化。面会发生变化。本质：金属腐蚀的本质是金属本质：金属腐蚀的本质是金属_变成阳离子，变成阳离子，发生发生_，表达式为，表达式为_。类型：由于与金属接触的气体或液体物质不同，发生类型：由于与金属接触的气体或液体物质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般分为腐蚀的情况也不同，一般分为_和和_。气体或液体气体或液体氧化还原氧化还原失去电子失去电子氧化反应氧化反应M - ne- = Mn+化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀寻梦课件21 21 论语六

7、则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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化学腐蚀：金属与接触到的化学腐蚀：金属与接触到的_（如（如O2、Cl2、SO2等）或等）或_液体（如石油）等直接发生化学反液体（如石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。应而引起的腐蚀。化学腐蚀的速度随温度升高而加快。化学腐蚀的速度随温度升高而加快。电化学腐蚀：电化学腐蚀：_的金属与的金属与_溶液接触时，会发溶液接触时，会发生生_，_的金属的金属_而被氧化腐蚀。而被氧化腐蚀。电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大。电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大。干燥气体干燥气体非电解质非电解

8、质不纯不纯电解质电解质原电池反应原电池反应 比较活泼比较活泼失电子失电子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水膜。水中溶有钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2、H2S等气体，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶等气体，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。 钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但但在潮湿的空气里却很快被腐蚀在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢这是什么原因呢?寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六

9、则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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2.电化学腐蚀电化学腐蚀电解质溶液电解质溶液FeH+析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液_较强，腐蚀较强，腐蚀过程中有过程中有_放出。放出。负极反应：负极反应：_;正极反应：正极反应：_;总反应：总反应：_。酸性酸性H2Fe-2e- =Fe2+2H+2e=H2 Fe + 2H+ Fe2+ + H2寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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吸氧腐蚀：钢铁表面吸附的水膜吸氧腐

10、蚀：钢铁表面吸附的水膜_或呈或呈_时，氧气参加反应，发生吸氧腐蚀。时，氧气参加反应，发生吸氧腐蚀。负极：负极：_;正极：正极：_;总反应：总反应：_。最终生成铁锈（主要成分为最终生成铁锈（主要成分为Fe2O3xH2O），反应如下：），反应如下：酸性很弱酸性很弱中性、碱性中性、碱性电解质溶液电解质溶液Fe2Fe - - 4e- 2Fe2+2H2O + O2 + 4e- 4OH-2Fe + O2 + 2H2O 2Fe(OH)24Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)32Fe(OH)3 = Fe2O3xH2O + (3-x)H2O寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则

11、）第四章电化学基础第四章电化学基础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实验实验4-3 P85实验现象：实验现象：几分钟后几分钟后,装置中的装置中的导管中水柱上升导管中水柱上升说明装置中有气说明装置中有气体参加反应。体参加反应。思考：思考：该气体是什么呢？几天之后发现铁钉表面生锈，该气体是什么呢？几天之后发现铁钉表面生锈，发生的是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀发生的是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀？结论：结论：寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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与构成微电池两极的材料有关。两极材料的活动性

12、差与构成微电池两极的材料有关。两极材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越别越大，氧化还原反应的速率越 ，活泼金属被腐蚀的，活泼金属被腐蚀的速度越速度越 。纯度越高的金属，腐蚀速率越。纯度越高的金属，腐蚀速率越 。在同一电解质溶液中：在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀 原电原电池原理引起的腐蚀池原理引起的腐蚀 化学腐蚀化学腐蚀 有防护措施的腐蚀。有防护措施的腐蚀。同一种金属在相同浓度不同介质中腐蚀由快到慢的顺同一种金属在相同浓度不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为：强电解质中序为：强电解质中 弱电解质中弱电解质中 非电解质中非电解质中快快快快慢慢1.金属腐蚀快慢的判断金属腐蚀

13、快慢的判断寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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请根据生活常识以及下图总结金属防护常用的方法，并请根据生活常识以及下图总结金属防护常用的方法，并解释这些方法为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。解释这些方法为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。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包上一层衣架和电线的外面包上一层 塑料层塑料层寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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某些工具的某

14、些工具的“机械转动部位机械转动部位”选选 用油脂来防锈用油脂来防锈自行车的钢圈和车铃是在钢上自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr2.金属的防护金属的防护目的：目的：依据：依据：方法：方法：防止金属被氧化防止金属被氧化依据金属腐蚀的化学反应原理和腐蚀类型来确定金属依据金属腐蚀的化学反应原理和腐蚀类型来确定金属防护的方法防护的方法寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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改善金属的内部组织结构：改善金属的内部组织结构：在金属表面覆盖保护层：在金属表面覆盖保

15、护层：电化学保护法：电化学保护法：制成合金（不锈钢）制成合金（不锈钢）电镀、油漆、钝化等电镀、油漆、钝化等A.牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法应用应用_原理，原理，让被保护金属作让被保护金属作_极，另找一种极，另找一种活泼性较强金属作活泼性较强金属作_极。极。原电池原电池正正负负寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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B.外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法应用应用_原理，原理，将被保护的钢铁设将被保护的钢铁设备做备做 极，用惰极，用惰性电极做辅助性电极做辅助_极。极。在电解质溶

16、液里，在电解质溶液里，接外加接外加_电源。电源。辅助阳极辅助阳极（不溶性）（不溶性）阴阴阳阳电解池电解池直流直流寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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1电压表指针有何变化？为什么？电压表指针有何变化？为什么？2Zn、Fe两极上发生了什么反应？两极上发生了什么反应？3Fe2+与与Fe(CN)63-反应生成带有反应生成带有 特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀: 3 Fe2+ +2Fe(CN)63- Fe3Fe(CN)62 在这个装置中有没有产生？说明什么？在这个装置中有没有产生？

17、说明什么？电压计指针有偏移，电压计指针有偏移，Zn片与片与Fe片构成片构成了原电池，产生电流。了原电池，产生电流。阳极：阳极：Zn- -2e- Zn2+阴极：阴极：2H+ + 2e- H2 往往Fe电极附近滴入电极附近滴入 K3Fe(CN) 6溶液，溶溶液，溶液不变蓝色。即液不变蓝色。即 溶液中不存在溶液中不存在Fe2+，证明，证明Fe未被腐蚀。未被腐蚀。 P87寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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1.下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序片腐蚀由快到慢的顺序_寻梦

18、课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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2.解释下列现象：解释下列现象： 马口铁（镀马口铁（镀Sn铁皮）做的罐头，打开后为什么极易生铁皮）做的罐头，打开后为什么极易生锈锈? 轮船船壳的水线以下部分，为什么要装上一定数量轮船船壳的水线以下部分，为什么要装上一定数量Zn块块? 烧过菜的铁锅未及时洗净（残液烧过菜的铁锅未及时洗净（残液NaCl），第二天便出），第二天便出现红褐现红褐 色锈斑。色锈斑。 寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础第四节金属的电

19、化学腐蚀与防护第四节金属的电化学腐蚀与防护3.钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是( ) Fe由单质转化为由单质转化为+2价；价； Fe由由+2价转化为价转化为+3价；价； 产生氢气；产生氧气；产生氢气；产生氧气； 杂质杂质C被氧化除去；被氧化除去； Fe(OH)3失水变成失水变成Fe2O33H2O。 A. B. C. 只有只有 D. 全部全部4.钢铁表面镀有下列金属时，当镀层部分被破坏时，钢铁表面镀有下列金属时，当镀层部分被破坏时，铁不易被腐蚀的是铁不易被腐蚀的是( ) A.Sn B.Zn C.Cu D.AgAB寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）

20、第四章电化学基础第四章电化学基础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。电极反应式为：电极反应式为： 负极：负极：_,正极：正极：_。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。电极反应式为：电极反应式为： 负极：负极：_， 正极：正极：_。 5.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：弱酸性或中性弱酸性或中性吸氧吸氧2Fe 4e2Fe2+O2+2H2O+4e4OH强酸性强酸性析氢析氢Fe 2eFe2+2H+2eH2 寻梦课件21 21 论语六则（前三则）论语六则（前三则）第四章电化学基础第四章电化学基础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6.右图装置中，右图装置中，U型管内为红墨水，型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是下列有关描述错误的是( )A.生铁块中的碳是原电池的正极生铁块中的碳是原电池的正极 B.红墨水柱两边的液面变为左低右高红墨水柱两边的液面变为左低右高C.两试管中相同的电极反