選修四第四章第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)(多圖)

1、第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié)第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)鋼鋼鐵鐵生生銹銹第 2 頁金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)銅銅器器生生銹銹第 3 頁金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)金屬腐蝕金屬腐蝕我國是世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家，每年被腐蝕的鐵占到我國鋼我國是世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家，每年被腐蝕的鐵占到我國鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因?yàn)榻饘俑g而造成的損失占到國內(nèi)生產(chǎn)鐵年產(chǎn)量的十分之一，因?yàn)榻饘俑g而造成的損失占到國內(nèi)生產(chǎn)總值的總值的2%4%；約合人民幣約合人民幣3000億元億元 。根據(jù)各國調(diào)查結(jié)果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失大致根據(jù)各國調(diào)查結(jié)果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失大

2、致為該國國民生產(chǎn)總值的為該國國民生產(chǎn)總值的4%左右左右。另據(jù)統(tǒng)計(jì)，金屬腐蝕的年損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震另據(jù)統(tǒng)計(jì)，金屬腐蝕的年損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震(平均值平均值)損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。和爆炸等造成的間接損失。觀察數(shù)據(jù)第 4 頁金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）金屬腐蝕金屬腐蝕的類型的類型1 1、化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕2 2、電化學(xué)腐蝕、

3、電化學(xué)腐蝕一、金屬的電化學(xué)腐蝕金屬腐蝕的本質(zhì)金屬腐蝕的本質(zhì)金屬腐蝕金屬腐蝕M ne- Mn+金屬陽離子金屬陽離子失失e-氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)金屬原子金屬原子指金屬與接觸到得干燥氣體指金屬與接觸到得干燥氣體(如如O2、Cl2、SO2等等)或非電或非電解質(zhì)液體解質(zhì)液體(如石油如石油)等等直接發(fā)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。燃?xì)庠畹闹行牟课灰咨P燃?xì)庠畹闹行牟课灰咨P食品罐頭食品罐頭放在南極放在南極8080多年卻很少生銹多年卻很少生銹化學(xué)腐蝕的影響因素化學(xué)腐蝕的影響因素 金屬越活潑，越易被腐蝕金屬越活潑，越易被腐蝕 金屬所處的環(huán)境溫度越高，腐蝕速度越快金屬所處的環(huán)境溫度越高，腐蝕速度

4、越快 氧化劑濃度越大，腐蝕速度越快氧化劑濃度越大，腐蝕速度越快海邊的鐵制品比較容易生銹海邊的鐵制品比較容易生銹鋼鐵鋼鐵潮濕空氣潮濕空氣水膜水膜CO2、 SO2、H2S電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液鐵鐵C 原電池原電池觀察生活第 7 頁金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)發(fā)生條件：發(fā)生條件：中性或酸性很弱中性或酸性很弱條件下條件下2. 電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕 吸氧腐蝕吸氧腐蝕負(fù)極：負(fù)極： 2Fe - 4e- = 3Fe2+正極：正極： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-總反應(yīng)：總反應(yīng)： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2 一般，水膜的一般，水膜的酸性很弱酸性很弱或或呈呈中性，中性，但溶有一定量的氧但溶有

5、一定量的氧氣，就易發(fā)生氣，就易發(fā)生。2. 電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕 吸氧腐蝕吸氧腐蝕進(jìn)一步反應(yīng)：進(jìn)一步反應(yīng)：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O + (3-x) H2O最終生成最終生成Fe2O3xH2O，是鐵銹的主要成分是鐵銹的主要成分吸吸氧氧腐腐蝕蝕2H+ 2e- =H2 Fe - 2e- = Fe2+Fe + 2H+ =Fe2+ + H2負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：發(fā)生條件發(fā)生條件: :當(dāng)鋼鐵處于當(dāng)鋼鐵處于酸酸性性環(huán)境中環(huán)境中析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕2. 電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐

6、蝕 析氫腐蝕析氫腐蝕化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件條件現(xiàn)象現(xiàn)象本質(zhì)本質(zhì)影響影響因素因素聯(lián)系聯(lián)系金屬與干燥氣體或非金屬與干燥氣體或非電解質(zhì)液體直接接觸電解質(zhì)液體直接接觸不純金屬或合金與電解不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸質(zhì)溶液接觸無電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生金屬被氧化金屬被氧化較活潑金屬被氧化較活潑金屬被氧化與接觸物質(zhì)的氧化性與接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān)及溫度有關(guān)與電解質(zhì)溶液的酸堿與電解質(zhì)溶液的酸堿性及金屬活性有關(guān)性及金屬活性有關(guān)兩者往往同時(shí)發(fā)生，兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍電化學(xué)腐蝕更普遍總結(jié)感悟交流與討論交流與討論鐵生銹除了必須有空氣及水的參與外，還受其他一

7、些因素鐵生銹除了必須有空氣及水的參與外，還受其他一些因素的影響。請(qǐng)解釋下列有關(guān)鐵生銹現(xiàn)象的原因。的影響。請(qǐng)解釋下列有關(guān)鐵生銹現(xiàn)象的原因。1.相對(duì)于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。相對(duì)于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。因?yàn)楹Ｋ泻休^多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河因?yàn)楹Ｋ泻休^多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強(qiáng)，而在的水更強(qiáng)，而在電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液中，電化學(xué)腐蝕更容易進(jìn)行。中，電化學(xué)腐蝕更容易進(jìn)行。2.用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。是由于鐵與銅及空氣中的水蒸汽構(gòu)成了原電池，鐵作是由于鐵與銅及空氣中的水蒸汽構(gòu)成了原電池，鐵作原原電池的負(fù)極電

8、池的負(fù)極，因此鐵易被腐蝕而生銹。，因此鐵易被腐蝕而生銹。3.當(dāng)化工廠派出的廢氣為酸性氣體時(shí)當(dāng)化工廠派出的廢氣為酸性氣體時(shí),工廠附近的鐵制工廠附近的鐵制品容易生銹。品容易生銹。說明鐵制品在說明鐵制品在酸性條件酸性條件下比在中性條件下更容易被腐蝕。下比在中性條件下更容易被腐蝕。課堂練習(xí)課堂練習(xí)1、如圖、如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）若液面上升，則溶液呈若液面上升，則溶液呈 性，發(fā)生性，發(fā)生 腐蝕腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極：電極反應(yīng)式為：負(fù)極： ,正極：正極：若液面下降，則溶液呈若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：性，發(fā)生腐蝕，

9、電極反應(yīng)式為：負(fù)極：負(fù)極： 正極：正極： 。（2）中性或堿性中性或堿性 吸氧吸氧2Fe4e-2Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性酸性析氫析氫Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 2.銅制品在經(jīng)常下酸雨的地區(qū)電化學(xué)腐蝕嚴(yán)重。寫出此電銅制品在經(jīng)常下酸雨的地區(qū)電化學(xué)腐蝕嚴(yán)重。寫出此電化學(xué)腐蝕的電極反應(yīng)式：化學(xué)腐蝕的電極反應(yīng)式：正極：正極：_，負(fù)極：負(fù)極：_。O22H2O4e=4OH課堂練習(xí)課堂練習(xí)2Cu4e=2Cu2解析要注意銅的電化學(xué)腐蝕與鐵的區(qū)別，銅不能要注意銅的電化學(xué)腐蝕與鐵的區(qū)別，銅不能還原還原H，故不可能發(fā)生析氫腐蝕，只能發(fā)生吸氧腐，故不可能發(fā)生析氫腐蝕，只能發(fā)生吸氧腐蝕；酸雨是一個(gè)干

10、擾因素，只是使電解質(zhì)溶液中的蝕；酸雨是一個(gè)干擾因素，只是使電解質(zhì)溶液中的離子濃度增大，反應(yīng)加快。離子濃度增大，反應(yīng)加快。1、用壓強(qiáng)傳感器探究生鐵在、用壓強(qiáng)傳感器探究生鐵在pH=2和和pH=4醋酸溶液醋酸溶液中發(fā)生腐蝕的裝置及得到的圖象如下，以下結(jié)論錯(cuò)中發(fā)生腐蝕的裝置及得到的圖象如下，以下結(jié)論錯(cuò)誤的是誤的是( ) A.溶液溶液pH2時(shí)，生鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，生鐵發(fā)生析氫腐蝕B.在酸性溶液中生鐵可能發(fā)生吸氧腐蝕在酸性溶液中生鐵可能發(fā)生吸氧腐蝕C.析氫腐蝕和吸氧腐蝕的速率一樣快析氫腐蝕和吸氧腐蝕的速率一樣快D.兩溶液中負(fù)極反應(yīng)均為：兩溶液中負(fù)極反應(yīng)均為：Fe-2e-=Fe2+C2 2、如圖兩套實(shí)驗(yàn)裝置

11、，都涉及金屬的腐蝕反應(yīng)，假、如圖兩套實(shí)驗(yàn)裝置，都涉及金屬的腐蝕反應(yīng)，假設(shè)其中的金屬塊和金屬絲都是足量的請(qǐng)同學(xué)們仔設(shè)其中的金屬塊和金屬絲都是足量的請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察，判斷下列說細(xì)觀察，判斷下列說法正確的是（法正確的是（ ） A A裝置裝置在反應(yīng)過程中自始至終只生成紅棕色氣體在反應(yīng)過程中自始至終只生成紅棕色氣體B B裝置裝置開始階段鐵絲只發(fā)生析氫腐蝕開始階段鐵絲只發(fā)生析氫腐蝕C C裝置裝置在反應(yīng)過程中能產(chǎn)生氫氣在反應(yīng)過程中能產(chǎn)生氫氣D D裝置裝置在反應(yīng)結(jié)束時(shí)溶液中的金屬陽離子只有在反應(yīng)結(jié)束時(shí)溶液中的金屬陽離子只有CuCu2+2+C1.金屬的防護(hù)就是防止金屬的腐蝕，要解決的主要問題是 。金屬防護(hù)的方法

12、：(1)改變金屬的 ，使金屬性質(zhì)改變，增強(qiáng)其本身的抗腐蝕能力，成為耐腐蝕金屬使金屬不被氧化內(nèi)部結(jié)構(gòu)二、金屬的防護(hù)二、金屬的防護(hù)制成合金(2)使金屬與化學(xué)物質(zhì) ，在金屬表面覆蓋油漆、鍍層金屬、氧化膜等保護(hù)層。相互隔離在鋼鐵表面涂礦物性油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等物質(zhì)。二、金屬的防護(hù)二、金屬的防護(hù)用電鍍的方法，在鋼鐵制品表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬，如鋅、錫、鉻、鎳等。二、金屬的防護(hù)二、金屬的防護(hù)鍍鎳鍍鉻馬口鐵（又名鍍錫鐵）工業(yè)上常利用一些溶液的氧化作用，在機(jī)器零件、精密儀器、槍炮等鋼鐵制件的表面上形成一層致密的黑色的四氧化三鐵薄膜。二、金屬的防護(hù)二、金屬的防護(hù) 形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正

13、極，形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕犧牲陽極保護(hù)法犧牲陽極保護(hù)法負(fù)極負(fù)極(R)(R)：鋅板：鋅板正正 極：鋼閘門極：鋼閘門二、金屬的防護(hù)二、金屬的防護(hù)2、電化學(xué)保護(hù)法 在外加直流電作用下，電子被迫流向被保護(hù)在外加直流電作用下，電子被迫流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備，使鋼鐵表面的腐蝕電流降至零或接近的鋼鐵設(shè)備，使鋼鐵表面的腐蝕電流降至零或接近等于零等于零外加電流的陰極保護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法陽極：石墨陽極：石墨陰極：鐵閘門陰極：鐵閘門二、金屬的防護(hù)二、金屬的防護(hù)2、電化學(xué)保護(hù)法烤藍(lán)烤藍(lán)涂機(jī)油涂機(jī)油烤漆烤漆涂凡士林涂凡士林鍍鋅鍍鋅鍍鉻鍍鉻自行車的金屬部件采用了

14、什么樣的防護(hù)措施自行車的金屬部件采用了什么樣的防護(hù)措施? ?1.在如圖各燒杯中盛有海水，鐵在其中腐蝕速率由在如圖各燒杯中盛有海水，鐵在其中腐蝕速率由快到慢的順序是快到慢的順序是( )A. B. C. D.C判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律1、電解原理引起的腐蝕、電解原理引起的腐蝕 原電池原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕 防腐措施的腐蝕防腐措施的腐蝕2、對(duì)同一種金屬來說，腐蝕的快慢：、對(duì)同一種金屬來說，腐蝕的快慢：3、活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，腐蝕越、活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，腐蝕越慢。慢。4、對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，、對(duì)同

15、一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。腐蝕越快。強(qiáng)電解質(zhì)溶液強(qiáng)電解質(zhì)溶液 弱電解質(zhì)溶液弱電解質(zhì)溶液 非電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液總結(jié)感悟本課小結(jié)一、金屬的電化學(xué)腐蝕一、金屬的電化學(xué)腐蝕二、金屬的防護(hù)二、金屬的防護(hù)外加電流的陰極保護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法犧牲陽極保護(hù)法犧牲陽極保護(hù)法吸氧腐蝕吸氧腐蝕析氫腐蝕析氫腐蝕1、化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕2、電化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕（更普遍）（更普遍）1、物理方法、物理方法2、電化學(xué)保護(hù)法、電化學(xué)保護(hù)法活學(xué)活用3.下列關(guān)于金屬的防護(hù)方法的說法不正確的是()A.我們使用的快餐杯表面有一層搪瓷，搪瓷層破損后仍能 起到防止鐵生銹的作用B.給鐵件通入直流電，把鐵件與電池負(fù)極相連接C.輪船在船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲 陽極的陰極保護(hù)法D.鋼鐵制造的暖氣管管道外常涂有一層較厚的瀝青4.美籍華裔化學(xué)家錢永健是諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者。少年時(shí)代，他就對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。16歲時(shí)，他憑借一個(gè)金