金属的电化学腐蚀(共48张PPT)

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,金属的电化学腐蚀,第一页，共48页。,请比较下列Fe腐蚀的快慢？,铁与酸反应，铁被腐蚀。,铁与碳形成原电池铁作负极被腐蚀,。,腐蚀速率较慢。腐蚀速率较快。,第二页，共48页。,金属的腐蚀现象非常普遍：,1、钢铁生锈：,铁锈的主要成分：,金属腐蚀的不利后果有哪些？,Fe,2,O,3,XH,2,O,Cu,2,(OH),2,CO,3,2、铜器表面生成铜绿：,铜绿的主要成分：,第三页，共48页。,2007年8月1日，明尼苏达州一座跨越密西西比河的大桥发生坍塌。事故造成6人死亡。,第四页，共48页。,金属制品的腐蚀,金属腐蚀给生产生活带来很多不便，造成了巨大的经济损失。,全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达,7000,亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的,6,倍。,我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值,(GNP),的,4%,，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的,25%-30%,。,金属腐蚀还可能造成环境污染。,第五页，共48页。,定义：是指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。,实质,：是金属原子失去电子被氧化为离子的过程，即金属发生了氧化反应,1、金属的腐蚀,第六页，共48页。,我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值(GNP)的4%，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25%-30%。,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,腐蚀速率较快。,第三十七页，共48页。,粗锌和18mol/L 硫酸,在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多,(1)马口铁(镀Sn铁皮)做的罐头，打开后为什么极易生锈?,属防护常用的方法，并解释这些方法,(4)(2)(1)(3),请根据生活常识以及下图总结金,定义：金属跟接触到的物质（如 O2、Cl2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。,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。,其二是：_ _ _。,其一是：_ _ _ _,Fe 2e =Fe2+,煮沸后迅速冷却的蒸馏水,由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的化学原理也不同，一般可分为,化学腐蚀,和,电化学腐蚀,。,第七页，共48页。,2、化学腐蚀,定义：,金属跟接触到的物质（如 O,2,、Cl,2,、SO,2,等）,直接发生化学反应,而引起的腐蚀叫做,化学腐蚀,。,特点：只有电子得失，但不形成电流。,举例,2Fe+3Cl,2,2FeCl,3,点燃,第八页，共48页。,一般情况下，温度的升高会加快化学反应速率。因此，温度对化学腐蚀的影响较明显。,第九页，共48页。,家用燃气灶,放在南极已差不多,90年食品罐头,第十页，共48页。,3、电化学腐蚀,定义：不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会,发生原电池反应,，相对活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做,电化学腐蚀,。,第十一页，共48页。,特点：伴有微弱的电流产生。,举例：钢铁的,吸氧,腐蚀，,析氢,腐 蚀,第十二页，共48页。,科学探究,现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、NaCl溶液、CH,3,COOH溶液和煮沸后迅速冷却的蒸馏水，你也可以选用其他物品，设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率快。,不同条件下铁钉的腐蚀,第十三页，共48页。,实验方案,CH,3,COOH溶液,煮沸后迅速冷却的蒸馏水,NaCl溶液,煮沸后迅速冷却的蒸馏水,植物油,记录,结论,有气泡产生，反应速率快,相当长时间铁钉未被腐蚀,铁钉被腐蚀最快,由于无O,2,，较长时间铁钉未被腐蚀,铁钉渐渐生锈,铁钉被腐蚀,无现象,由于无O,2,，铁钉未被腐蚀,无现象,由于无O,2,、H,2,O铁钉不能被腐蚀,植物油,第十四页，共48页。,钢铁的电化学腐蚀,C,Fe,2e,-,O,2,OH,-,Fe,2,钢铁,水膜形成电解质溶液,（吸氧腐蚀）,第十五页，共48页。,负极,2Fe 4e,-,=2Fe,2+,正极：,2H,2,O+O,2,+4e,-,=4 OH,-,总反应式：,2Fe+2H,2,O+O,2,=2Fe(OH),2,C,Fe,NaCl,A,O,2,第十六页，共48页。,钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢?,在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水能电离出少量的H,+,和OH,-,同时由于空气中CO,2,的溶解,使水里的H,+,增多：,H,2,O+CO,2,H,2,CO,3,H,+,+HCO,3,-,这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。,在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水能电离出少量的H,+,和OH,-,同时由于空气中CO,2,的溶解,使水里的H,+,增多：,H,2,O+CO,2,H,2,CO,3,H,+,+HCO,3,-,这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。,第十七页，共48页。,钢铁的电化学腐蚀,（析氢腐蚀）,C,Fe,2e,-,Fe,2+,H,+,H,2,水膜形成电解质溶液,第十八页，共48页。,b.析氢腐蚀（溶液酸性较强）,负极：,正极：,Fe+2H,+,=Fe,2+,+H,2,Fe 2e,=Fe,2,+,2H,+,+2e,=H,2,电池总反应:,C,Fe,H,+,注意：,两种腐蚀一般同时进行，吸氧腐蚀为主,第十九页，共48页。,2Fe(OH),3,=Fe,2,O,3,+3H,2,O,4Fe(OH),2,+O,2,+2H,2,O=4Fe(OH),3,Fe,2+,+2OH,-,=Fe(OH),2,4、,铁锈,的形成,铁锈的成分,Fe,2,O,3,xH,2,O,Fe(OH),3,yH,2,O,Fe,2,O,3,xH,2,O,简写：,第二十页，共48页。,化学腐蚀,电化学腐蚀,条件,现象,本质,关系,金属与氧化剂直接接触,不纯金属与电解质溶液接触,无电流,有微弱电流,金属被氧化,较活泼金属被氧化,都是金属被氧化（两种腐蚀同时发 生,但以电化学腐蚀为主，且快）,第二十一页，共48页。,烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含 NaCl），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分为,Fe,2,O,3,n,H,2,O）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么?,解析：属于电化学腐蚀。,因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因为Fe-NaCl-C形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。,第二十二页，共48页。,思考与交流,讨论自行车的不同构件如链条、钢圈、支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施？,给链条涂上机油,将钢圈表面镀上一层铬,给支架烤上一层漆,将齿轮镀上一层铬并涂上机油。,第二十三页，共48页。,影响金属腐蚀的因素：,1、,金属的本性,：金属越活泼，就越容易,失去电子而被腐蚀。,如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼，则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。,2、,介质,：遇潮湿空气、腐蚀性气体、电解质溶液，容易被腐蚀。,第二十四页，共48页。,思考与交流,请根据生活常识以及下图总结金,属防护常用的方法，并解释这些方法,为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。,第二十五页，共48页。,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,第二十六页，共48页。,某些工具的“机械转动部位”选用油脂来防锈，为什么不能用油漆,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,第二十七页，共48页。,二、金属的防护方法,1、在金属表面覆盖保护层：油、油漆、塑料、搪瓷、镀一层金属,2、改变金属的内部组织结构：如制成合金,3、在要保护的金属上连接一种比该金属,更易失去电子的金属,4、缓蚀剂法：如将金属表面进行钝化处理,第二十八页，共48页。,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，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。,第二十九页，共48页。,你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？请举例说明。,制成不锈钢；或在金属表面镀一层比要保护的金属更活泼的金属。,用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换,锌块,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,镁,第三十页，共48页。,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。,第三十一页，共48页。,规律,在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：,防腐措施由好到坏的顺序如下：,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,规律,第三十二页，共48页。,烤蓝,涂机油,烤漆,涂凡士林,镀锌,镀铬,交流研讨,你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?,第三十三页，共48页。,方法,防腐效果,价格,镀塑,差,便宜,涂油漆,一般,便宜,镀锡,好,中等,镀铬,好,昂贵,镀锌,很好,中等,使用不锈钢,很好,昂贵,铁器烤蓝,好,中等,金属常用防腐蚀方法的比较,第三十四页，共48页。,1解释下列现象：,(1)马口铁(镀Sn铁皮)做的罐头，打开后为什么极易生锈?,(2)轮船船壳的水线以下部分，为什么要装上一定数量Zn块?,(3)烧过菜的铁锅未及时洗净(残液NaCl)，第二天便出现红褐色锈斑。,练习,第三十五页，共48页。,C,c,练习,2.下列制氢气的反应速率最快的是(),A.纯锌和1mol/L 硫酸,B.纯锌和18 mol/L 硫酸,C.粗锌和1mol/L 硫酸,D.粗锌和18mol/L 硫酸,3.下列叙述中可说明金属甲比乙活泼性强的是(),A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H,2,气放出,；,B.在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多,C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极,D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强,第三十六页，共48页。,答案,第三十七页，共48页。,第三十八页，共48页。,1、如图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（）,A、,B、,C、,Fe,Fe,Fe,Sn,Zn,A,课堂练习,第三十九页，共48页。,2、下列事实不能用电化学理论解释的是,（）,A、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的,锌块,B、铝片不用特殊方法保护,C、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的,CuSO,4,溶液后速率加快,D、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用,B,第四十页，共48页。,3、有a、b、c、d四种金属。将a与b连接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀。将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应强烈。将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。据此判断它们的活动性顺序由强到弱的为：(),Aa c d b B d a b c,C d b a c Db a d c,B,第四十一页，共48页。,中性或碱,吸氧,2Fe4e,-,2Fe,2+,O,2,+2H,2,O+4e,-,4OH,酸,析氢,Fe2e,-,Fe,2+,2H,+,+2e,-,H,2,练 习,4、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：,，极：,。,第四十二页，共48页。,4、,下列各情况，在其中Fe片腐蚀由,快,到,慢,的顺序_,(5)(2)(1)(3)(4),练习,第四十三页，共48页。,5、,下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时