d金属的电化学腐蚀与防护.ppt

1、第四节 金属的电化学腐蚀与防护,第四章：电化学基础,生活中的金属,金属的腐蚀在生活中非常普遍,钢铁生锈,铜器生锈,铜器表面生成铜绿,金属腐蚀带来的危害,阅读课本84到86页第一段内容，完成学案相关内容。,金属阳离子,失e-,氧化反应,3、金属腐蚀的类型,化学腐蚀,电化学腐蚀,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+,升温可加快金属腐蚀,化学腐蚀：,家用燃气灶的中心部位很容易生锈,食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈,海边的铁制品比较容易生锈。,为什么钢铁

2、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,CO2、 SO2、H2S,电解质溶液（H+),铁,C,原电池,电解质溶液形成：,H+OH-,H2O+CO2,H+HCO3-,H2O,钢铁在这过程发生了电化学腐蚀。,根据电解质溶液的酸碱性的不同电化学腐蚀可分为两种。,钢铁腐蚀,水膜呈强酸性,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,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

3、析氢腐蚀。,金属与接触 物直接反应,不纯金属或合金与电解质溶液形成原电池,无电流产生,有电流产生,金属被腐蚀,较活泼金属 被腐蚀,两者往往同时发生，但电化腐蚀更普遍。,化学腐蚀与电化学腐蚀比较,总结：,实验4-3,若液面上升，则溶液呈 ， 发生 腐蚀,电极反应式为： 负极： , 正极： 。,例1：如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：,(2)若液面下降，则溶液呈 ， 发生 腐蚀，电极反应式为： 负极： ， 正极： 。,弱酸性或中性,吸氧,2Fe 4e2Fe2+,O2+2H2O+4e4OH,较强酸性,析氢,Fe 2eFe2+,2H+2eH2,例2、钢铁在锈蚀过程中，下列5种变化可能发生的

4、是（ ） 、Fe由+2价转化为+3价 、O2被还原 、产生H2 、Fe(OH)3失水形成Fe2O3H2O 、杂质碳被氧化除去 A. B. C. D. ,C,小组合作交流思考讨论以下问题：,1、鉴于金属发生腐蚀的原因，可以从哪些方面设想解决问题的思路？（即研究问题的方向）,2、在生活和学习的过程中，你了解哪些防止金属腐蚀的具体方法？（即学习解决问题的方法）,1、鉴于金属发生腐蚀的原因，可以从哪些方面设想解决问题的思路？（即研究问题的方向）,直接隔离。即可选用适当的材料使金属与空气或其他腐蚀性试剂隔离开，以阻止金属的腐蚀。,因势利导。电化学腐蚀还是用电化学方法来解决，不回避金属与氧化剂的直接接触，

5、采用还原性更强的物质或其他替代方式来满足氧化剂对电子的需求，从而保护主体金属构件免受腐蚀。,改变本质。即改变金属的内部组成结构，使其具有较强的抗腐蚀性能。,2、在生活和学习的过程中，你了解哪些防止金属腐蚀的具体方法？（即学习解决问题的方法）,给金属穿上“防护服”。,涂漆如在钢铁表面涂防锈油漆 热镀加热锌或锡等耐腐蚀性能较强的金属，使其均匀覆盖于钢铁表面； 电镀在钢铁表面形成锌或铬等耐腐蚀性较强的金属镀层； 喷涂有机或无机涂层材料等。,在钢铁中加入一定比例的铬和镍（如14%18%Cr，7%9%Ni），改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”。,电化学防护法

6、,金属的防护,健身器材刷油漆,电线外面包塑料,餐具做成不锈钢,转动部位涂油脂,金属的防护,二、金属的电化学防腐,1、原理,防止金属失电子,2、牺牲阳极的阴极保护法,形成原电池反应时，让被保护金属做正极，活泼金属做负极。,将被保护金属作为电解池的阴极，另一导电物质作为阳极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。,3.外加电流的阴极保护法,问题探究,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？如向酸中再加硫酸铜又会什么现象？,实验验证,典例: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),三、影响金属腐蚀快慢比较,规律

7、小结,1、在同一电解质溶液中，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腐措施的腐蚀,外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件保护无防腐条件,2、防腐措施由好到坏的顺序如下：,1.下列现象与电化学腐蚀无关的是（ ） A黄铜制作的铜锣不易产生铜绿 B生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易 生锈 C铁制器件附有铜制配件，在接触处 易生铁锈 D银质奖章久置表面变暗,D,课堂练习,2.埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种 情况下被腐蚀速率最慢的是 ( ) A在潮湿疏松的土壤中； B在含铁元素较多的酸性土壤中； C在干燥致密不透气的土壤中； D在含碳较多的潮湿透气的中性土壤

8、,C,课堂练习,a.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。,海水中含有较多盐类，导电能力比内河的水更强，因此，电化学腐蚀更容易进行。,b.当化工厂排出的废气为酸性气体时，工厂附近的铁制品容易生锈。,说明酸性条件下金属更容易被腐蚀。,c.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈，而连接锌板的铁螺丝却不易生锈。,空气中的CO2和水蒸气可在活泼性不同的金属表面形成一层水膜，从而构成原电池。前者铁作负极，易失电子，因而易被腐蚀；后者铁作正极，不易失电子，因而不易被腐蚀。,3.解释下列事实,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),课堂练习,课堂练习,（2009上海）13右图装置中，U型管内为