化学：4.4《金属的电化学腐蚀与防护》学习课件(山东临沂)(人教版选修4)

1、第四章 电化学基础第四节 金属的电化学腐蚀与防护山东省临沂市莒南县第三中学高二化学组 张琛2010年12月17号 星期五创设情景看后：你有何感想？金属腐蚀我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨） ，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%4%；约合人民币：3000亿元（ 2005年我国国内生产总值将达15万亿元） 。根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、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

2、的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。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；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？问题讨论钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，

3、它们在什么条件下易生锈？ 试设计实验来证明你的结论。活动探究钢铁及其制品等生锈的条件实验结论： 。问题讨论钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若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，原因是什么？活动与探究 P91向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两支试管分别标记为a、b中，按图1-28装置好仪器。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。实验现象：装置a中的导管中水柱上升，装置b中的导管中水柱下降。思考：导管中的水柱变化说明什么问题？讨论，小结：装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小，

4、 a装置中有气体参加反应。装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？在a装置中铁、炭、氯化钠溶液及b装置中铁、炭、醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率。学生活动请大家根据原电池原理，写出电极反应式及电池反应方程式。a装置中：负极： Fe - 2e- = Fe2+正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-电池反应： 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。4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n) H2Oa装置中：进一步反应：

5、正极： 2H+ 2e- =H2 负极： Fe - 2e- = Fe2+b装置中:电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 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。结合课本P90-P91相关内容1、什么是金属腐蚀？有哪些类别？2、化学腐蚀和哪些因素有关？3、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？分别发生哪些电极反应？知识总结金属阳离子失e-氧化反应3、金属腐蚀的类型化学腐蚀电化腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀（常见普遍）一、金属腐蚀金属原子2、金属腐蚀的本质：1、金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。M ne-Mn+化学腐蚀与

6、电化腐蚀的比较:化学腐蚀电化腐蚀条件现象本质联系金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱或碱性。电极反应负极Fe(- )Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-总反应:Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4

7、Fe(OH)3联系交流与讨论铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。是由于南极的温度常年在0以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行。交流与讨论3.用于连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，铁作原电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。说明铁制品在酸性条

8、件下比在中性条件下更容易被腐蚀。课堂练习1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈 性，发生 腐蚀,电极反应式为：负极： ,正极：若液面下降，则溶液呈 性，发生腐蚀，电极反应式为：负极： 正极： 。（2）中性或碱性 吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 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？交流与讨论请大家阅读课本92-93原理 ：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。1.牺牲阳极保护法二、金属的电化学保护 牺牲阳极的阴极保护法示意图2.外加电

9、流法 将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。辅助阳极（不溶性）外加电流的阴极保护法示意图除此以外还有其它防护方法？金属防护的几种重要方法在金属表面覆盖保护层。 改变金属内部的组织结构，制成合金。 电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。 小结2、2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多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，其主要成分是Cu2(OH)2CO3这三件1760年铜铸的国宝在240 年

10、后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是A、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；B、环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；C、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；D、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；（ D ）课堂练习探究一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀？为什么？探究二、纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？如果向酸中再加入硫酸铜又会什么现象？3.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2) (1)(3)(4)课堂练习4、下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是_练习(4)(2)(1)(3)金属腐蚀的快慢程度：电解池的阳极原电

11、池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极海水CFe+再 见细节决定成败 活70岁左右。要活那么长的寿命，它在40岁时必须做出艰难却重要的决定。因为当它活到40岁的时候，它的爪子开始老化，无法有效地抓住猎物，而它的喙变得又长又弯，几乎要碰到胸膛、尽失锋利，它的翅膀也变得十分沉重，几乎成为累赘，无法再展翅翱翔于天际。此时它只有两种选择，一是等死，二是通过改变使自已得到再生。这次痛苦改变的代价是，它必须很艰难地飞到一个悬崖峭壁之停留150天。在这150天里，它首先用喙击打岩石，直到浓重的喙脱落，然后静静地等待新的喙长出来。接着它用新长出的喙把脚指甲一根一根地*，等新的指甲长出来后，用新长出的指甲把羽

12、毛一根一根地拔掉。5个月后，新的羽毛才能长成。可以想象，这是怎样一个的痛苦和寂寞的过程，但经过这个痛苦地脱变后，老鹰又可以展翅飞翔，再活30年。现在花开啤酒单位就到了关键时刻，要么等死，要么像老鹰一样脱胎换骨，获得涅槃重生。”李教授讲的这个故事在员工中引起了不小的震动，大家议论纷纷。李教授继续讲道：“有的人说，在国营企业拿*的工资，我想咋办就咋办，关你屁事！刚才吃饭时，听大家讲，有个职工上班时擅自离岗，去修自己的三轮车，结果出了质量事故。车间领导要扣他工资，他不但不承认错误还耍无赖，要跟车间领导拼命，赖到车间主任家里，敲着饭盆要吃饭（这个人就是刁一德。职工给他贴了个标签，外号叫做刁痞，有的人叫

13、他刁德一、叼毛）。你们说这样行不行？所以说有的国营企业效益不好，主要是体制的关系，所以要进行体制改革。像花开啤酒单位这样的中小型国营企业，已经到了退化衰落的边沿，这种转变肯定会经历思想转变的痛苦阶段，但只要我们有足够的勇气，就有机会获得再生。”历史有时是惊人的相似，花开啤酒的现状其实跟雄鹰涅槃是惊人的相似。可花开啤酒能承受雄鹰蜕变涅槃的痛苦和磨难吗？就在泰港区改制工作组进驻花开啤酒单位的第七天，部分中层以上干部正在单位开会，岳承志听到会议室外人声嘈杂，他赶紧叫蒋明辉出去看一下。蒋明辉一拉开门，惊讶看到，有二三十名单位职工在楼梯口嘈嘈嚷嚷，他赶紧出来把会议室门关上。职工们一看见蒋明辉，立刻叫嚷道：“我们要见岳