金屬的電化學(xué)腐蝕可用課件

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防腐第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié)1被腐蝕的金屬被腐蝕的金屬2金屬的腐蝕在生活中非常普遍鋼鐵生銹金屬的腐蝕在生活中非常普遍鋼鐵生銹3銅器生銹銅器表面生成銅綠銅器生銹銅器表面生成銅綠42007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。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)5金屬腐蝕的嚴(yán)重性和危害性

“金屬的腐蝕與防護(hù)”始終是一個(gè)世界性的異常棘手的科技難題。在發(fā)達(dá)國(guó)家每年由于金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約占全年國(guó)民生產(chǎn)總值的2%～4%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)各種自然災(zāi)害造成損失的總和！了解金屬腐蝕原因和尋求防止金屬腐蝕的方法具有重要意義。金屬腐蝕的嚴(yán)重性和危害性“金屬的腐蝕與防護(hù)”始終是一個(gè)世界6一、金屬的電化學(xué)腐蝕1、金屬腐蝕2、金屬腐蝕類(lèi)型是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(guò)程。①化學(xué)腐蝕金屬與接觸到的干燥氣體(O2、Cl2、SO2)或非電解質(zhì)液體(石油)等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕②電化學(xué)腐蝕不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸，形成原電池，比較活潑的金屬失去電子被氧化的腐蝕。本質(zhì)：金屬單質(zhì)失電子被氧化成陽(yáng)離子M–ne-→Mn+無(wú)電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生一、金屬的電化學(xué)腐蝕1、金屬腐蝕2、金屬腐蝕類(lèi)型是指金屬或7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。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8鋼鐵的析氫腐蝕意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示圖3、金屬的電化學(xué)腐蝕類(lèi)型條件：水膜呈酸性負(fù)極(Fe)：Fe-2e=Fe2+正極(C)：2H++2e－=H2↑條件：水膜呈中性或弱酸性負(fù)極(Fe)：2Fe-4e=2Fe2+正極(C)：O2+2H2O+4e=4OH-總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2↑總反應(yīng):2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3·nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但后者更普遍。鋼鐵的析氫腐蝕意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示圖3、金屬的電化學(xué)腐蝕類(lèi)型9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(guān)察導(dǎo)管中水柱的變化實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：幾分鐘后,裝置中的導(dǎo)管中水柱上升結(jié)論：說(shuō)明裝置中有氣體參加反應(yīng)。思考：該氣體是什么呢？幾天之后發(fā)現(xiàn)鐵釘表面生銹，發(fā)生的是吸氫腐蝕還是吸氧腐蝕？P85實(shí)驗(yàn)4-3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，10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Fe2O3?nH2O）。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-C-NaCl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。燒過(guò)菜的鐵鍋如果未及時(shí)洗凈（殘液中含Na11課堂練習(xí)1、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀(guān)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：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：正極：。（2）中性或堿性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑課堂練習(xí)1、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀(guān)察：（12金屬的銹蝕很?chē)?yán)重，為了防止金屬的銹蝕，你知道可采取哪些方法？金屬的銹蝕很?chē)?yán)重，為了防止金屬的銹蝕，你知道13健身器材刷油漆以防銹健身器材刷油漆以防銹14衣架和電線(xiàn)的外面包上一層塑料層衣架和電線(xiàn)的外面包上一層塑料層15某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位”選用油脂來(lái)防銹，為什么不能用油漆某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位”選用油脂來(lái)防銹，為什么不能用油漆16自行車(chē)的鋼圈和車(chē)鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的Cr自行車(chē)的鋼圈和車(chē)鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐17你還知道哪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你還知道哪些防止金屬腐蝕的方法？請(qǐng)舉例說(shuō)明。18原理：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。二、金屬的電化學(xué)防腐1、犧牲陽(yáng)極法原理：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19輔助陽(yáng)極（不溶性）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。外加電流的陰極保護(hù)法示意圖2、外加電流法輔助陽(yáng)極（不溶性）將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)20規(guī)律在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解原理引起的陽(yáng)極腐蝕＞原電池原理引起的負(fù)極腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞原電池原理的防護(hù)＞電解原理的防護(hù)12/23/202221規(guī)律在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：12/21/下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序__________________(5)>(2)>(1)>(3)>(4)拓展練習(xí)下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序_________221．解釋下列現(xiàn)象：(1)馬口鐵(鍍Sn鐵皮)做的罐頭，打開(kāi)后為什么極易生銹?(2)輪船船殼的水線(xiàn)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)1．解釋下列現(xiàn)象：練習(xí)232.分析右圖，按要求寫(xiě)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=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe–4e-＝2Fe2+2.分析右圖，按要求寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)方程式：2Fe+2H2O+O243.銅制品上的鋁質(zhì)鉚釘，在潮濕空氣中易腐蝕的原因可描述為 ()A.形成原電池鋁作負(fù)極B.形成原電池時(shí)銅作負(fù)極C.形成原電池時(shí)，電流由鋁經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向銅D.鋁質(zhì)鉚釘發(fā)生了化學(xué)腐蝕4.以下現(xiàn)象與電化腐蝕無(wú)關(guān)的是 ()A.黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅銹B.生鐵比軟鐵芯(幾乎是純鐵)容易生銹C.鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生銹D.銀質(zhì)獎(jiǎng)牌久置后表面變暗A(chǔ)D3.銅制品上的鋁質(zhì)鉚釘，在潮濕空氣中易腐蝕的原因可描述為 255.下列說(shuō)法正確的是（）A．鋼鐵因含雜質(zhì)而容易發(fā)生電化腐蝕，所以合金都不耐腐蝕B．原電池反應(yīng)是導(dǎo)致金屬腐蝕的主要原因，故不能用來(lái)減緩金屬的腐蝕C．鋼鐵電化腐蝕的兩種類(lèi)型主要區(qū)別在于水膜的pH不同，引起的正極反應(yīng)不同D．無(wú)論哪種類(lèi)型的腐蝕，其實(shí)質(zhì)都是金屬被氧化CD5.下列說(shuō)法正確的是（26再見(jiàn)！作業(yè)：P87-88再見(jiàn)！作業(yè)：P87-88272、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。2、外加電流的陰極保護(hù)法28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(chē)的金屬部件采用了什么樣的防護(hù)措施嗎?烤藍(lán)涂機(jī)油烤漆涂凡士林鍍鋅鍍鉻[交流研討]292、金屬的電化學(xué)腐蝕類(lèi)型①析氫腐蝕發(fā)生條件：酸性負(fù)極Fe：Fe-2e-=Fe2+正極C：2H++2e-=H2↑總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2↑2、金屬的電化學(xué)腐蝕類(lèi)型①析氫腐蝕發(fā)生條件：酸性負(fù)極Fe：F30②吸氧腐蝕發(fā)生條件：中性、堿性常見(jiàn)Fe2O3·nH2O（鐵銹）2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH—2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3負(fù)極Fe：正極C：總反應(yīng):②吸氧腐蝕發(fā)生條件：中性、堿性常見(jiàn)Fe2O3·nH2O（31第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防腐第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié)32被腐蝕的金屬被腐蝕的金屬33金屬的腐蝕在生活中非常普遍鋼鐵生銹金屬的腐蝕在生活中非常普遍鋼鐵生銹34銅器生銹銅器表面生成銅綠銅器生銹銅器表面生成銅綠352007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。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)36金屬腐蝕的嚴(yán)重性和危害性

“金屬的腐蝕與防護(hù)”始終是一個(gè)世界性的異常棘手的科技難題。在發(fā)達(dá)國(guó)家每年由于金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約占全年國(guó)民生產(chǎn)總值的2%～4%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)各種自然災(zāi)害造成損失的總和！了解金屬腐蝕原因和尋求防止金屬腐蝕的方法具有重要意義。金屬腐蝕的嚴(yán)重性和危害性“金屬的腐蝕與防護(hù)”始終是一個(gè)世界37一、金屬的電化學(xué)腐蝕1、金屬腐蝕2、金屬腐蝕類(lèi)型是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(guò)程。①化學(xué)腐蝕金屬與接觸到的干燥氣體(O2、Cl2、SO2)或非電解質(zhì)液體(石油)等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕②電化學(xué)腐蝕不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸，形成原電池，比較活潑的金屬失去電子被氧化的腐蝕。本質(zhì)：金屬單質(zhì)失電子被氧化成陽(yáng)離子M–ne-→Mn+無(wú)電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生一、金屬的電化學(xué)腐蝕1、金屬腐蝕2、金屬腐蝕類(lèi)型是指金屬或38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。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39鋼鐵的析氫腐蝕意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示圖3、金屬的電化學(xué)腐蝕類(lèi)型條件：水膜呈酸性負(fù)極(Fe)：Fe-2e=Fe2+正極(C)：2H++2e－=H2↑條件：水膜呈中性或弱酸性負(fù)極(Fe)：2Fe-4e=2Fe2+正極(C)：O2+2H2O+4e=4OH-總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2↑總反應(yīng):2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3·nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但后者更普遍。鋼鐵的析氫腐蝕意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示圖3、金屬的電化學(xué)腐蝕類(lèi)型40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(guān)察導(dǎo)管中水柱的變化實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：幾分鐘后,裝置中的導(dǎo)管中水柱上升結(jié)論：說(shuō)明裝置中有氣體參加反應(yīng)。思考：該氣體是什么呢？幾天之后發(fā)現(xiàn)鐵釘表面生銹，發(fā)生的是吸氫腐蝕還是吸氧腐蝕？P85實(shí)驗(yàn)4-3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，41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Fe2O3?nH2O）。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-C-NaCl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。燒過(guò)菜的鐵鍋如果未及時(shí)洗凈（殘液中含Na42課堂練習(xí)1、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀(guān)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：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：正極：。（2）中性或堿性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑課堂練習(xí)1、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀(guān)察：（43金屬的銹蝕很?chē)?yán)重，為了防止金屬的銹蝕，你知道可采取哪些方法？金屬的銹蝕很?chē)?yán)重，為了防止金屬的銹蝕，你知道44健身器材刷油漆以防銹健身器材刷油漆以防銹45衣架和電線(xiàn)的外面包上一層塑料層衣架和電線(xiàn)的外面包上一層塑料層46某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位”選用油脂來(lái)防銹，為什么不能用油漆某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位”選用油脂來(lái)防銹，為什么不能用油漆47自行車(chē)的鋼圈和車(chē)鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的Cr自行車(chē)的鋼圈和車(chē)鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐48你還知道哪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你還知道哪些防止金屬腐蝕的方法？請(qǐng)舉例說(shuō)明。49原理：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。二、金屬的電化學(xué)防腐1、犧牲陽(yáng)極法原理：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50輔助陽(yáng)極（不溶性）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。外加電流的陰極保護(hù)法示意圖2、外加電流法輔助陽(yáng)極（不溶性）將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)51規(guī)律在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解原理引起的陽(yáng)極腐蝕＞原電池原理引起的負(fù)極腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞原電池原理的防護(hù)＞電解原理的防護(hù)12/23/202252規(guī)律在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：12/21/下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序__________________(5)>(2)>(1)>(3)>(4)拓展練習(xí)下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序_________531．解釋下列現(xiàn)象：(1)馬口鐵(鍍Sn鐵皮)做的罐頭，打開(kāi)后為什么極易生銹?(2)輪船船殼的水線(xiàn)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)1．解釋下列現(xiàn)象：練習(xí)542.分析右圖，按要求寫(xiě)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=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe–4e-＝2Fe2+2.分析右圖，按要求寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)方程式：2Fe+2H2O+O553.銅制品上的鋁質(zhì)鉚釘，在潮濕空氣中易腐蝕的原因可描述為 ()A.形成原電池鋁作負(fù)極B.形成原電池時(shí)銅作負(fù)極C.形成原電池時(shí)，電流由鋁經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向銅D.鋁質(zhì)鉚釘發(fā)生了化學(xué)腐蝕4.以下現(xiàn)象與電化腐蝕無(wú)關(guān)的是 ()A.黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)