《2018-2019年高中化學 第04章 電化學基礎 專題4.4 金屬的電化學腐蝕與防護課件 新人教版選修4.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019年高中化學 第04章 電化學基礎 專題4.4 金屬的電化學腐蝕與防護課件 新人教版選修4.ppt（28頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、鋼鐵生銹,金屬的腐蝕在生活中非常普遍,銅器生銹,銅器表面生成銅綠,我國作為世界上鋼鐵產量最多的國家，每年被腐蝕的鐵占到我國鋼鐵年產量的十分之一，因為金屬腐蝕而造成的損失占到國內生產總值的2%～4%。 金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴重的是金屬制品結構損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量。腐蝕不僅造成經濟損失，也經常對安全構成威脅。,面對這樣驚人的數據和金屬腐蝕危害事實，大家有沒有想過，鐵怎么會被腐蝕？怎樣防腐？,閱讀課本回答以下問題：,1.什么是金屬腐蝕？其本質是什么？,2.金屬的腐蝕可分為化學腐蝕和電化學腐蝕，兩者有何不同？,金屬的電化學腐蝕,交流研討,金屬的腐蝕,金屬與

2、周圍的氣體或液體物質發(fā)生氧化還原反應而引起損耗的現象。,其本質是金屬原子失去電子被氧化的過程。,M - ne- → Mn+,化學腐蝕,金屬跟接觸到的干燥氣體（如O2、Cl2、SO2等）或非電解質液體（如石油）等直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。,電化學腐蝕,不純的金屬或合金與電解質溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應，比較活潑的金屬失電子被氧化而消耗的過程叫做金屬的電化學腐蝕。,化學腐蝕,電化學腐蝕,Zn腐蝕速率：③＞①＞⑤ Fe腐蝕速率： ⑤＞④＞②,金屬跟干燥氣體或非電解質液體直接接觸,不純金屬或合金 跟電解質溶液接觸,無電流產生,有微弱電流產生,金屬被氧化,較活潑金屬被氧化,與接觸物質的氧化性及溫度

3、有關,與電解質溶液的酸堿性及金屬活性有關,兩者往往同時發(fā)生，電化學腐蝕更普遍,化學腐蝕與電化學腐蝕的區(qū)別,鋼鐵在干燥的空氣里長時間不易被腐蝕,但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕,這是什么原因呢?,在潮濕的空氣里,鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等氣體，這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質溶液的薄膜,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構成無數微小的原電池。,,,負極： Fe - 2e- = Fe2+,正極： 2H++ 2e- =H2,請寫出下列電極方程式？,A,鋼鐵的析氫腐蝕示意圖,總反應： 2H++ Fe =Fe2+ +H2,條件：酸性環(huán)境,溶液反應： Fe2++ 2OH- =Fe(OH)

4、2 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n) H2O,正極： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-,A,負極： Fe - 2e- = Fe2+,總反應: 2Fe +O2 + 2H2O =2Fe(OH)2,,條件：中性或酸性極弱環(huán)境,將用酸洗除銹的鐵釘，在飽和食鹽水浸泡后放在如圖所示 的裝置中，幾分鐘后觀察導管中水柱的變化,實驗現象：,幾分鐘后,裝置中的導管中水柱上升,說明裝置中有氣體參加反應。,結論：,交流研討,水膜呈酸性,水膜呈弱酸性或呈中性,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2

5、=4Fe(OH)3,Fe2O3nH2O,通常兩種腐蝕同時存在,但以吸氧腐蝕為主,,Fe-2e- = Fe2+,2Fe-4e- = 2Fe2+,O2+4e-+2H2O=4OH-,〖討論〗鑒于金屬發(fā)生腐蝕的原因，我們可以從哪些 方面設想解決問題的思路 ？,思路一：直接隔離 即可選用適當的材料使金屬與空氣或其他腐蝕性試劑隔離開，以阻止金屬的腐蝕。,1、給金屬穿上“保護膜” 例如：①噴涂漆；②涂油脂；③表面鈍化；④電鍍(在鋼鐵表面形成鉻等耐腐蝕性較強的金屬鍍層)等。,二、金屬的防護,思路二：改變本質 即改變金屬的內部組成結構，使其具有較強的抗腐蝕性能。,2、加入其他金屬改變其組成 在鋼鐵中加

6、入一定比例的鉻和鎳（如14%～8%Cr，7%～9%Ni），改變鋼鐵內部的組成和結構，可極大程度地提高鋼鐵抗腐蝕性能，這就是常見的“不銹鋼”(合金)。,思路三：因勢利導 電化學腐蝕還是用電化學方法來解決，不回避金屬與氧化劑的直接接觸，采用還原性更強的物質或其他替代方式來滿足氧化劑對電子的需求，從而保護主體金屬構件免受腐蝕。,3、電化學防護法——重點掌握,犧牲陽極的陰極保護法 外加直流電源的陰極保護法,原理：,形成原電池時，讓被保護金屬作正極(陰極)，不反應受到保護；而活潑金屬作負極(陽極)，反應受到腐蝕。,1.犧牲陽極的陰極保護法,金屬的電化學防護,犧牲陽極的陰極保護法,2.外加電流的陰極保

7、護法 將被保護的鋼鐵設備（如鋼閘門）做陰極，用惰性電極做輔助陽極，在外加直流電作用下，電子被迫流向被保護的鋼鐵設備，使鋼鐵表面的腐蝕電流降至零或接近等于零。,金屬的電化學防護,在同一電解質溶液中防腐措施由好到壞的順序如下： 外接電源的陰極保護法＞犧牲陽極的陰極保護法＞有一般防腐條件保護＞無防腐條件,下列各情況下，其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是 。,(5),(2),(1),(3),(4),學以致用,金屬腐蝕快慢的判斷 (1)與構成微電池兩極的材料有關。兩極材料的活動性 差別越大，氧化還原反應的速率越 ，活潑金屬被 腐蝕的速度越 。 (2) 電解原理引起的腐蝕 原電池原理引起的

8、 腐蝕 化學腐蝕 有防腐措施的腐蝕。 (3)同一種金屬的腐蝕：在強電解質中______ 弱電解質中 非電解質中。 (4)一般說來：原電池原理引起的腐蝕 化學 腐蝕 有防腐措施的腐蝕。,>,>,>,>,>,快,快,>,>,歸納總結,1、如圖, 水槽中試管內有一枚鐵釘，放置數天觀察：,（1）,若液面上升，則溶液呈 性，發(fā)生 腐蝕,電極反應式為：負極： , 正極：,若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生 腐蝕，電極反應式為：負極： 正極： 。,（2）,中性或弱酸,吸氧,Fe–2e-→F

9、e2+,O2+2H2O+4e-→4OH－,酸,析氫,Fe–2e-→Fe2+,2H++2e-→H2↑,,,,,,,,,當堂檢測,插入海水中的鐵棒靠近液面的位置與氧氣接觸，易發(fā)生吸氧腐蝕,開關由M改置于N時，Zn作負極，CuZn合金作正極，合金受到保護,接通開關形成原電池，Zn作負極，Zn的腐蝕速率增大，但氣體是在Pt電極上生成,ZnMnO2中自放電腐蝕主要是Zn發(fā)生氧化反應而自放電,B,當堂檢測,3.下列事實不能用電化學原理解釋的是（ ） A 鋁片不需要特殊的保護方法。 B 炒過菜的鐵鍋未清洗易生銹。 C 輪船水線以下的船殼上鑲有一定數量的鋅。 D 鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐腐蝕。,A,當堂檢測,4.鋼鐵銹蝕過程中可能發(fā)生的變化是( ) ① Fe由單質轉化為+2價； ② Fe由+2價轉化為+3價； ③ 產生氫氣； ④產生氧氣； ⑤ 雜質C被氧化除去； ⑥ Fe（OH）3失水變成Fe2O33H2O. A.①②③⑥ B.①③④ C.只有①③ D.全部,A,當堂檢測,5.為保護地下鋼管不被腐蝕，可采用的方法是( ) A.與直流電源負極相連接 B.與直流電源的正極相連接 C.與銅板相連接 D.與鋅板相連接,AD,當堂檢測,