金屬的電化學(xué)腐蝕

1、金屬的電化學(xué)腐蝕第1頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三請(qǐng)比較下列Fe腐蝕的快慢？鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐蝕。鐵與碳形成原電池鐵作負(fù)極被腐蝕。腐蝕速率較慢。 腐蝕速率較快。第2頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三金屬的腐蝕現(xiàn)象非常普遍：1、鋼鐵生銹：鐵銹的主要成分：金屬腐蝕的不利后果有哪些？Fe2O3XH2OCu2(OH)2CO32、銅器表面生成銅綠：銅綠的主要成分：第3頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三 2007年8月1日，美國(guó)明尼蘇達(dá)州一座跨越密西西比河的大橋發(fā)生坍塌。事故造成6人死亡。第4頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，

2、22點(diǎn)25分，星期三金屬制品的腐蝕金屬腐蝕給生產(chǎn)生活帶來(lái)很多不便，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。全世界每年因?yàn)榻饘俑g造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)7000億美元，是地震、水災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失總和的6倍。我國(guó)因金屬腐蝕造成的損失占國(guó)民生產(chǎn)總值(GNP)的4%，鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢的數(shù)量約占鋼鐵當(dāng)年產(chǎn)量的25%-30%。金屬腐蝕還可能造成環(huán)境污染。第5頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三定義：是指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程。實(shí)質(zhì)：是金屬原子失去電子被氧化為離子的過(guò)程，即金屬發(fā)生了氧化反應(yīng) 1、金屬的腐蝕第6頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)

3、25分，星期三 由于與金屬接觸的介質(zhì)不同，發(fā)生腐蝕的化學(xué)原理也不同，一般可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。第7頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三2、化學(xué)腐蝕定義： 金屬跟接觸到的物質(zhì)（如 O2、Cl2、SO2等）直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕叫做化學(xué)腐蝕。特點(diǎn)：只有電子得失，但不形成電流。 舉例 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 點(diǎn)燃第8頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三 一般情況下，溫度的升高會(huì)加快化學(xué)反應(yīng)速率。因此，溫度對(duì)化學(xué)腐蝕的影響較明顯。第9頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三家用燃?xì)庠罘旁谀蠘O已差不多90年食品罐頭第1

4、0頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三3、電化學(xué)腐蝕定義：不純的金屬（或合金）跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，相對(duì)活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。第11頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三特點(diǎn)：伴有微弱的電流產(chǎn)生。舉例：鋼鐵的吸氧腐蝕，析氫腐 蝕第12頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三科學(xué)探究 現(xiàn)有潔凈無(wú)銹的鐵釘，試管、植物油、NaCl溶液、CH3COOH溶液和煮沸后迅速冷卻的蒸餾水，你也可以選用其他物品，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鐵釘銹蝕需要哪些條件，以及在什么條件下銹蝕速率快。不同條件下鐵釘?shù)母g第13頁(yè)，共4

5、8頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三實(shí)驗(yàn)方案CH3COOH溶液煮沸后迅速冷卻的蒸餾水NaCl溶液煮沸后迅速冷卻的蒸餾水植物油記錄結(jié)論有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)速率快相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間鐵釘未被腐蝕鐵釘被腐蝕最快由于無(wú)O2，較長(zhǎng)時(shí)間鐵釘未被腐蝕鐵釘漸漸生銹鐵釘被腐蝕無(wú)現(xiàn)象由于無(wú)O2，鐵釘未被腐蝕無(wú)現(xiàn)象由于無(wú)O2、H2O鐵釘不能被腐蝕植物油第14頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三鋼鐵的電化學(xué)腐蝕CFe2e-O2 OH-Fe2 鋼鐵水膜形成電解質(zhì)溶液（吸氧腐蝕）第15頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三a.吸氧腐蝕負(fù)極2Fe 4e- = 2Fe2+正極：2H2

6、O +O2 +4e- = 4 OH-總反應(yīng)式：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2CFeNaClAO2第16頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三鋼鐵在干燥的空氣里長(zhǎng)時(shí)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。水能電離出少量的H +和OH -,同時(shí)由于空氣中CO2的溶解,使水里的H + 增多： H2O + CO2 H2CO3 H + + HCO3 -這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成無(wú)數(shù)微小的原電池。 在潮濕的空氣里,鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水能電離出少量的H +

7、和OH -,同時(shí)由于空氣中CO2的溶解,使水里的H + 增多： H2O + CO2 H2CO3 H + + HCO3 -這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成無(wú)數(shù)微小的原電池。第17頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三鋼鐵的電化學(xué)腐蝕（析氫腐蝕）CFe2e-Fe2+H+H2水膜形成電解質(zhì)溶液第18頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三b.析氫腐蝕（溶液酸性較強(qiáng)）負(fù)極：正極： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2Fe 2e = Fe2+2H+ 2e = H2電池總反應(yīng):CFeH+注意：兩種腐蝕一般同時(shí)進(jìn)行，吸氧腐蝕為主

8、第19頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)24、鐵銹的形成鐵銹的成分Fe2O3xH2OFe(OH)3yH2OFe2O3xH2O簡(jiǎn)寫：第20頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕 條件 現(xiàn)象 本質(zhì) 關(guān)系金屬與氧化劑直接接觸不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸無(wú)電流有微弱電流金屬被氧化較活潑金屬被氧化都是金屬被氧化（兩種腐蝕同時(shí)發(fā) 生,但以電化學(xué)腐蝕為主，且快）第21頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20

9、日，22點(diǎn)25分，星期三 燒過(guò)菜的鐵鍋如果未及時(shí)洗凈（殘液中含 NaCl），第二天便出現(xiàn)紅棕色銹斑（主要成分為Fe 2 O 3nH2O）。請(qǐng)問(wèn)這種腐蝕是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕?為什么?解析：屬于電化學(xué)腐蝕。 因?yàn)殍F鍋是由生鐵做成的,鐵鍋生銹是因?yàn)镕e-NaCl-C形成原電池。鐵作負(fù)極，失去電子變成亞鐵離子，從而被腐蝕。第22頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三思考與交流 討論自行車的不同構(gòu)件如鏈條、鋼圈、支架和齒輪等分別采取了什么防銹措施？給鏈條涂上機(jī)油,將鋼圈表面鍍上一層鉻,給支架烤上一層漆,將齒輪鍍上一層鉻并涂上機(jī)油。第23頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)

10、25分，星期三影響金屬腐蝕的因素：1、金屬的本性：金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕。如果金屬中能導(dǎo)電的雜質(zhì)不如該金屬活潑，則容易形成原電池而使金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕。2、介質(zhì)：遇潮濕空氣、腐蝕性氣體、電解質(zhì)溶液，容易被腐蝕。第24頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三思考與交流 請(qǐng)根據(jù)生活常識(shí)以及下圖總結(jié)金屬防護(hù)常用的方法，并解釋這些方法為什么可以達(dá)到防止金屬腐蝕的目的。第25頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三健身器材刷油漆以防銹衣架和電線的外面包上一層塑料層第26頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位”選

11、用油脂來(lái)防銹，為什么不能用油漆自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的Cr第27頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三二、金屬的防護(hù)方法1、在金屬表面覆蓋保護(hù)層：油、油漆、塑料、搪瓷、鍍一層金屬2、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如制成合金3、在要保護(hù)的金屬上連接一種比該金屬更易失去電子的金屬4、緩蝕劑法：如將金屬表面進(jìn)行鈍化處理第28頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三 犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法 形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。第29頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三你還知道哪

12、些防止金屬腐蝕的方法？請(qǐng)舉例說(shuō)明。 制成不銹鋼；或在金屬表面鍍一層比要保護(hù)的金屬更活潑的金屬。用犧牲鋅塊的方法來(lái)保護(hù)船身，鋅塊必須定期更換鋅塊用犧牲鎂塊的方法來(lái)防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換鎂第30頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三外加電流的陰極保護(hù)法 將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。第31頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三規(guī)律在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢：防腐措施由好到壞的順序如下：電解原理引起的腐蝕原電池原

13、理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防腐措施的腐蝕外接電源的陰極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法有一般防腐條件保護(hù)無(wú)防腐條件規(guī)律第32頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三烤藍(lán)涂機(jī)油烤漆涂凡士林鍍鋅鍍鉻交流研討你知道自行車的金屬部件采用了什么樣的防護(hù)措施嗎?第33頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三方法防腐效果價(jià)格鍍塑差便宜 涂油漆 一般便宜 鍍錫 好中等鍍鉻好昂貴 鍍鋅很好中等使用不銹鋼很好昂貴 鐵器烤藍(lán) 好中等金屬常用防腐蝕方法的比較第34頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三1解釋下列現(xiàn)象：(1)馬口鐵(鍍Sn鐵皮)做的罐頭，打開后為什么極易生銹

14、? (2) 輪船船殼的水線以下部分，為什么要裝上一定數(shù)量Zn塊?(3)燒過(guò)菜的鐵鍋未及時(shí)洗凈(殘液NaCl)，第二天便出現(xiàn)紅褐色銹斑。練習(xí)第35頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三Cc練習(xí)2.下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是( ) A. 純鋅和1mol/L 硫酸 B. 純鋅和18 mol/L 硫酸 C. 粗鋅和1mol/L 硫酸 D. 粗鋅和18mol/L 硫酸3.下列敘述中可說(shuō)明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是( ) A. 甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出； B. 在氧化還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多 C. 將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極 D. 同價(jià)態(tài)的陽(yáng)

15、離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)第36頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三 答案第37頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三第38頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三1、如圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢的順序是（ ）A、B、C、FeFeFeSnZnA課堂練習(xí)第39頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三2、下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論解釋的是 （ ）A、輪船吃水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的 鋅塊B、鋁片不用特殊方法保護(hù)C、純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴入少量的 CuSO4溶液后速率加快D、鍍鋅鐵（在鐵上鍍一層鋅）比鍍

16、錫耐用B第40頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三 3、有a、b、c、d四種金屬。將a與b連接起來(lái)，浸入電解質(zhì)溶液中，b不易腐蝕。將a、d分別投入等濃度的鹽酸中，d比a反應(yīng)強(qiáng)烈。將銅浸入b的鹽溶液里，無(wú)明顯變化。如果把銅浸入c的鹽溶液里，有金屬c析出。據(jù)此判斷它們的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為： ( ) Aa c d b B d a b c C d b a c Db a d cB第41頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三中性或堿 吸氧2Fe4e-2Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸析氫Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 練 習(xí)4、如圖, 水槽中試管內(nèi)有

17、一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）若液面上升，則溶液呈 性，發(fā)生 腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極： ，正極： ； （2）若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生 腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極： ，極： 。第42頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三4、下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序_(5)(2)(1)(3)(4)練習(xí)第43頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三5、下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是_練習(xí)(4)(2)(1)(3)第44頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三6、分析右圖，按要求寫出有關(guān)反應(yīng)方程式：（1）鐵棒上的電極反應(yīng)式為：_（2）碳棒上的電極反應(yīng)式為：_（3）溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-4OH-2Fe4e-2Fe2+練習(xí)第45頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期三7、鹽酸與鋅片反應(yīng)時(shí)，若加入可溶性醋酸