化学选修四4-4金属的电化学腐蚀与防护ppt课件

第四节 金属的电化学腐蚀与防护第四章 电化学基础1.金属的腐蚀金属的腐蚀(1)概念：金属与周围接触到的气体或液体发生概念：金属与周围接触到的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。氧化还原反应而引起损耗的现象。(2)实质：是金属原子失去电子被氧化的过程，实质：是金属原子失去电子被氧化的过程，其反应其反应(M代表金属元素代表金属元素)为：为：MneMn1.金属的腐蚀(3)金属腐蚀的分类与比较：金属腐蚀的分类与比较：由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。(3)金属腐蚀的分类与比较：2.电化学腐蚀的种类和原理电化学腐蚀的种类和原理(1)钢铁钢铁析氢腐蚀析氢腐蚀的原理：的原理：腐蚀过程中不断有腐蚀过程中不断有H2放出，所以叫做析氢腐蚀。放出，所以叫做析氢腐蚀。形成条件：钢铁在潮湿的形成条件：钢铁在潮湿的空气中表面形成一层水膜，空气中表面形成一层水膜，水膜又溶解了水膜又溶解了CO2、SO2、H2S等气体，使水膜中含有等气体，使水膜中含有一定量的一定量的H，产生过程如下：，产生过程如下：H2OHOH，H2OCO2H2CO3HHCO3-等。等。2.电化学腐蚀的种类和原理形成条件：钢铁在潮湿的(2)钢铁钢铁吸氧腐蚀吸氧腐蚀的原理：的原理：在潮湿的空气中，钢铁表面溶解有氧气，它与钢在潮湿的空气中，钢铁表面溶解有氧气，它与钢铁中的碳和铁形成了原电池。这些微小的原电池铁中的碳和铁形成了原电池。这些微小的原电池遍布钢铁表面。遍布钢铁表面。负极负极(Fe)：2Fe4e2Fe2(氧化反应氧化反应)正极正极(C)：2H2OO24e4OH(还原反应还原反应)总反应：总反应：2FeO22H2O2Fe(OH)2Fe(OH)2继续与空气中的继续与空气中的O2作用，生成作用，生成Fe(OH)3，再生成铁锈。再生成铁锈。(2)钢铁吸氧腐蚀的原理：4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O3xH2O(3x)H2O4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3一般可用下列原则判断金属腐蚀快慢：一般可用下列原则判断金属腐蚀快慢：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐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。蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀。同一种金属腐蚀：强电解质溶液弱电解质同一种金属腐蚀：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。溶液非电解质溶液。一般可用下列原则判断金属腐蚀快慢：金属防护的常见方法金属防护的常见方法金属防护的常见方法3.金属的电化学防护金属的电化学防护(1)金属的电化学保护法主要有两种金属的电化学保护法主要有两种3.金属的电化学防护化学选修四4-4金属的电化学腐蚀与防护ppt课件案例精析案例精析【例例1】关于金属腐蚀的叙述中，正确的是关于金属腐蚀的叙述中，正确的是()A金属被腐蚀的本质是金属被腐蚀的本质是MnH2OM(OH)n n/2H2B马口铁马口铁(锡铁锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化镀层被氧化C金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀吸氧腐蚀D常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀蚀C案例精析C【例例2】炒过菜的铁锅未及时洗净炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中有残液中有NaCl)，第，第二天便会被腐蚀而出现红褐色铁锈，试回答：二天便会被腐蚀而出现红褐色铁锈，试回答：(1)铁锅的腐蚀属于铁锅的腐蚀属于 腐蚀，其原因是腐蚀，其原因是(2)铁锅锈蚀的电极反应方程式为：铁锅锈蚀的电极反应方程式为：负极负极 ，正极，正极 。正、负极电极反应的产物会继续发生反应，反应的离正、负极电极反应的产物会继续发生反应，反应的离子方程式或化学方程式为子方程式或化学方程式为吸氧腐蚀吸氧腐蚀2Fe-4e-=2Fe2+2H2O+O2+4e-=4OH-铁锅是铁合金，其中含碳，铁锅中的铁和碳就会和表面残留的强铁锅是铁合金，其中含碳，铁锅中的铁和碳就会和表面残留的强电解质电解质NaCl的水溶液形成许多微小的原电池发生电化学腐蚀，并的水溶液形成许多微小的原电池发生电化学腐蚀，并且且NaCl溶液呈中性，所以发生的是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀溶液呈中性，所以发生的是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀2FeO22H2O2Fe(OH)2、4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3 2Fe(OH)3Fe2O3xH2O(x3)H2O【例2】炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中有NaCl)，第二天便以下现象与电化学腐蚀无关的是以下现象与电化学腐蚀无关的是()A黄铜黄铜(铜锌合金铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿制作的铜锣不易产生铜绿B生铁比纯铁芯生铁比纯铁芯(几乎是纯铁几乎是纯铁)容易生锈容易生锈C铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈锈D银质奖牌银质奖牌(纯银制成纯银制成)久置后表面变暗久置后表面变暗D以下现象与电化学腐蚀无关的是()D以下现象与电化学腐蚀无关的是以下现象与电化学腐蚀无关的是()A镀锡铁器比镀锌铁器表面破损时更易被腐镀锡铁器比镀锌铁器表面破损时更易被腐蚀蚀B生铁比纯铁容易生锈生铁比纯铁容易生锈C镶有相邻的银牙和金牙容易引起头痛镶有相邻的银牙和金牙容易引起头痛D输送氯气的钢管易被氯气腐蚀输送氯气的钢管易被氯气腐蚀D以下现象与电化学腐蚀无关的是()D如下图所示，各容器中盛有海水，铁在其中如下图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是被腐蚀时，由快到慢的顺序是 ()A4213B2134C4231 D3241A如下图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺用铝制饭盒盛放醋酸，一段时间后，饭盒被腐用铝制饭盒盛放醋酸，一段时间后，饭盒被腐蚀，该种腐蚀属蚀，该种腐蚀属_，反应的化学方程式，反应的化学方程式为为 ；若用铝制饭盒盛放食盐若用铝制饭盒盛放食盐(含水时含水时)，一段时间后，一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀叫做饭盒被腐蚀，这种腐蚀叫做 ，反应原理是反应原理是(写电极反应式写电极反应式)化学腐蚀化学腐蚀2Al6CH3COOH2Al(CH3COO)33H2电化学腐蚀电化学腐蚀负极：负极：4Al12e4Al3，正极：正极：3O26H2O12e12OH用铝制饭盒盛放醋酸，一段时间后，饭盒被腐蚀，该种腐蚀属_案例精析案例精析【例例3】下列关于金属的防护方法的说法不正下列关于金属的防护方法的说法不正确的是确的是()A我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相连接连接C轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，这轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法是利用了牺牲阳极的阴极保护法D钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层沥青，钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层沥青，这是钢铁的电化学保护法这是钢铁的电化学保护法AD案例精析AD【例例4】如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：做了如下探究实验：【例4】如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀化学选修四4-4金属的电化学腐蚀与防护ppt课件回答以下问题：回答以下问题：(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号填实验序号)；在电化学腐蚀中，负极是；在电化学腐蚀中，负极是 ；正极；正极 ；(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是(答两种答两种方法方法)。3、4、5、62Fe-4e-=2Fe2+2H2O+O2+4e-=4OH-湿度、温度、湿度、温度、O2的浓度、电解质存在的浓度、电解质存在电镀、发蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳电镀、发蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等极的阴极保护法等“发蓝发蓝”是将钢铁在空气中加热或直接浸于浓的氧化是将钢铁在空气中加热或直接浸于浓的氧化性溶液中，使其表面产生极薄的氧化物膜的材料保性溶液中，使其表面产生极薄的氧化物膜的材料保护技术，也称发黑。护技术，也称发黑。回答以下问题：3、4、5、62Fe-4e-=2Fe2+2(1)将铜棒与锌棒用导线连接，分别插入盛有：将铜棒与锌棒用导线连接，分别插入盛有：硫酸溶液；硫酸溶液；硫酸铜溶液；硫酸铜溶液；硫酸钠溶液的硫酸钠溶液的三个烧杯中，此时，铜片上发生的主要反应是：三个烧杯中，此时，铜片上发生的主要反应是：_，_，。(2)铜制品在经常下酸雨的地区电化学腐蚀严重。铜制品在经常下酸雨的地区电化学腐蚀严重。写出此电化学腐蚀的电极反应式：写出此电化学腐蚀的电极反应式：正极正极 ，负极负极_。2H2eH2Cu22eCuO22H2O4e4OHO22H2O4e4OH2Cu4e2Cu2(1)将铜棒与锌棒用导线连接，分别插入盛有：硫酸溶液；硫(3)将表面去掉氧化膜的镁片和铝片用带电流表将表面去掉氧化膜的镁片和铝片用带电流表的导线相连，插入盛有烧碱溶液的烧杯中，此的导线相连，插入盛有烧碱溶液的烧杯中，此时发现电流计指针偏转，判断此原电池的正负时发现电流计指针偏转，判断此原电池的正负极，并写出电极反应式和总反应式。极，并写出电极反应式和总反应式。正极正极_，电极反应：，电极反应：；负极负极_，电极反应：电极反应：；总反应：总反应：。Mg6H2O6e3H26OHAl2Al8OH6e2AlO2-4H2O2Al2NaOH2H2O2NaAlO23H2(3)将表面去掉氧化膜的镁片和铝片用带电流表的导线相连，插入如右图所示水槽中的试管内有如右图所示水槽中的试管内有一枚铁钉，放置数天观察：一枚铁钉，放置数天观察：(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于_腐蚀。腐蚀。(2)若试管内液面上升，则原溶液呈若试管内液面上升，则原溶液呈 性，发性，发生生_腐蚀，负极：腐蚀，负极：，正极：正极：，(3)若试管内液面下降，则原溶液呈若试管内液面下降，则原溶液呈_性，发生性，发生_腐蚀，电极反应：腐蚀，电极反应：负极负极 ，正极：，正极：。电化学电化学弱酸性或中弱酸性或中吸氧吸氧2Fe4e2Fe2O24e2H2O4OH较强的酸较强的酸析氢析氢Fe2eFe22H2eH2如右图所示水槽中的试管内有一枚铁钉，放置数天观察：(1)铁钉1影响金属腐蚀的因素有哪些？影响金属腐蚀的因素有哪些？影响金属腐蚀的因素包括金属的本性、纯度和影响金属腐蚀的因素包括金属的本性、纯度和介质三个方面：介质三个方面：(1)就金属本性来说，金属越活泼，就越容易失就金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。去电子而被腐蚀。(2)介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电解质溶液，潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。都容易被腐蚀。(3)同一金属越纯，越难腐蚀。如纯铁即使在盐同一金属越纯，越难腐蚀。如纯铁即使在盐酸中反应也会很慢，而含杂质的生铁在潮湿的酸中反应也会很慢，而含杂质的生铁在潮湿的空气中也会很快生锈而被腐蚀。空气中也会很快生锈而被腐蚀。1影响金属腐蚀的因素有哪些？2判断金属腐蚀快慢的规律是什么？判断金属腐蚀快慢的规律是什么？不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成微电不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成微电池，发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损池，发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗。金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关：耗。金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关：(1)与构成微电池的材料有关。两极材料的活泼性与构成微电池的材料有关。两极材料的活泼性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率就越快。属被腐蚀的速率就越快。(2)与金属所接触的电解质强弱有关。活泼金属在与金属所接触的电解质强弱有关。活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。对于同一种电解质溶液来说，质溶液中的腐蚀。对于同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。2判断金属腐蚀快慢的规律是什么？