选修4-化学反应原理-第四章-电化学基础-第四节-金属的电化学腐蚀与防护课件-课件

1、第四节 金属的电化学腐蚀与防护,第四章 电化学基础,钢铁生锈,铁锈的主要成分： Fe2O3xH2O,金属的腐蚀在生活中非常普遍,金属的腐蚀在生活中非常普遍,铜器生锈,铜绿的主要成分： Cu2(OH)2CO3,思考：金属腐蚀的本质是什么？,FeFe2O3,0 +3,CuCu2(OH)2CO3,0 +2,一、金属腐蚀,本质：M ne- = Mn+（氧化反应）,1、定义：金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。,铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。,铁作负极(阳极)被腐蚀腐蚀速率较快。,一、金属腐蚀,(2)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，比较活泼

2、的金属失电子而被氧化腐蚀。,2、类型：,(1)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。,二、金属的电化学腐蚀,思考：为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈， 而在潮湿的空气中却易生锈呢？,钢铁,潮湿空气,水膜,来自大气的酸性气体,H+,铁,C,原电池,钢铁发生了电化学腐蚀。,钢铁表面形成的微小原电池示意图,二、金属的电化学腐蚀,2H+ 2e- =H2 ,Fe - 2e- = Fe2+,总反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 ,负极：,正极：,分析：当钢铁处于 较强的酸性环境 中时，易发生析氢腐蚀,1、析氢腐蚀,二、金属的电化学腐蚀,实验4-3将用酸洗除锈的铁钉，在饱和食

3、盐水浸泡后放在如图所示的装置中，几分钟后观察导管中水柱的变化。,实验现象：,几分钟后,装置中的导管中水柱上升,几天之后发现铁钉表面生锈,说明装置中有气体参加反应。,结论：,二、金属的电化学腐蚀,2、吸氧腐蚀,酸性很弱或者中性条件下，易发生 吸氧腐蚀,电池总反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2,O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,2Fe - 4e- = 2Fe2+,负极：,正极：,Fe(OH)2在空气中继续反应：,4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3,吸氧腐蚀较为普遍,炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含有NaCl),不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。

4、,二、金属的电化学腐蚀,二、金属的电化学腐蚀,水膜呈较强酸性,水膜呈中性或弱酸性,Fe-2e-=Fe2+,2Fe-4e-=2Fe2+,O2+2H2O+4e-=4OH-,2H+2e=H2,2H+Fe=Fe2+H2,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,Fe2O3xH2O,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,金属的腐蚀以电化学腐蚀为主， 电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH5.6时) 若pH5.6时则为析氢腐蚀。,三、金属的电化学防护,方法,a、涂层：,b、电镀、喷镀：,c、改变金属的内部结构:,1)原电池：牺牲阳极的阴极保护法 2)电解池：外加电源的阴极保护法,不锈钢铁铬合金,白

5、铁皮（Zn）,马口铁（Sn）,表面涂矿物性油脂、油漆、覆盖搪瓷,d、电化学保护法：,正极,三、金属的电化学防护, ,海水,钢闸门,锌板,利用“原电池原理”保护 极金属,负极,正,“牺牲阳极的阴极保护法”,三、金属的电化学防护,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换,三、金属的电化学防护, ,海水,利用“电解池原理”保护 极金属,阳极,阴极,阴,“外加电流的阴极保护法”,钢闸门,惰性 电极,1、下列事实不能用电化学原理解释的是 （ ） A. 铝片不需要特殊的保护方法 B. 炒过菜的铁锅未清洗易生锈 C. 轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌 D. 生铁比熟铁（几乎是纯铁）容易

6、生锈,A,试试吧,2、下列叙述正确的是（ ） 锌跟稀硫酸反应制取氢气，加少量硫酸铜溶液能加快反应速度 镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）易腐蚀 电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极 冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解,A. B. C. D. ,B,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),提示：金属腐蚀的快慢程度 电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极,金属腐蚀快慢的一般规律,1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 2同一金属在不同电解质溶液中的腐蚀速率 强电解质弱电解质非电解质

7、3原电池原理引起的腐蚀速率：两电极金属活动性相差越大，越易腐蚀 4对于同一电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快,5、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： ；,(2)若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极： ， 正极： 。,弱酸性、中性或碱性,吸氧,2Fe-4e-2Fe2+,O2+2H2O+4e-4OH-,酸,析氢,Fe-2e-Fe2+,2H+2e-H2,4、为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象描述不正确的是（ ）,A装置左侧的液面一定会下降 B左侧液面装置比装置的低 C装置中的铁钉腐蚀最严重 D装置中的铁钉几乎没被腐蚀,B,健身器材刷油漆以防锈,衣架和电线的外面 包上一层塑料层,某些工具的“机械转动部位”选用油脂来防锈,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Cr,家里用的不锈锅,将无机玻璃质材料通过熔融凝