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文档简介
第四节金属的化学腐蚀和防护1/13/202311、2、金属阳离子失e-氧化反应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)金属原子金属腐蚀的本质:3、金属腐蚀:金属(或合金)跟周围接触到的气体(或液体)反应而腐蚀损耗的过程。一、金属的电化学腐蚀1/13/20232
金属的化学腐蚀:金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点:反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
电化学腐蚀:不纯的金属或合金与电解质溶液接触,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。1/13/20233钢铁表面形成的微小原电池示意图1/13/20234钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图1/13/202354.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。电极反应负极Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正极C(+)2H2O+2e-=H2↑+2OH-
O2+2H2O+4e=4OH-总反应:Fe+2H2O==Fe(OH)2+H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系1/13/20236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、牺牲阳极的阴极保护法二、金属的电化学防护相互关系:往往同时发生,电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。1/13/20237牺牲阳极的阴极保护法示意图1/13/20238
2、外加电流的阴极保护法
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。1/13/20239金属腐蚀的快慢:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀同一金属在不同物质中腐蚀的快慢:强电解质>弱电解质>非电解质1/13/202310例题1/13/202311例2:下列叙述中,可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极;A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中,乙溶解,甲上有H2气放出;B.在氧化–还原反应中,甲比乙失去的电子多;D.同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强;(C)例1:下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和1mol/L硫酸;B.A.纯锌和1mol/L硫酸;纯锌和18mol/L硫酸;C.粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。D.(D)1/13/202312例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)1/13/202313例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(4)(2)(1)(3)1/13/202314例5、分析右图,按要求写出有关反应方程式:(1)、铁棒上的电极反应式为:(2)、碳棒上的电极反应式为:(3)、溶液中发生反应的化学方程式:镍—镉可充电电池可发生如下反应:Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知,该电池的负极材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放电充电A.Cd,(D)B.NiO(OH),D.Ni(OH)2C.Cd(OH)22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe–4e-=2Fe2+例6、1/13/202315盐酸与锌片反应时,若加入可溶性醋酸铜〔(CH3COO)2Cu〕,将产生两种影响生成速率的因素,其一是:其二是:
有M、N两种金属,分别与盐酸反应,产生H2速率相近,试设计一个实验比较M、N两种金属的活泼性。H+与CH3COO-结合生成CH3COOH,使H+浓度减小,从而减慢了反应速率。Zn置换出Cu形成了原电池,从而加快了反应速率例8、例7、1/13/202316[课堂练习]
1.把a、b、c、d4块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b相连时a为负极;c、d相连时电流由d到c;a、c相连时c极上产生大量气泡;b、d相连时b上有大量气泡产生;则四种金属的活动性顺序由强到弱为:(a>c>d>b)1/13/2023172.有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠人体内血
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