金属的电化学腐蚀(可用).ppt

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1、第四章电化学基础第四节金属的电化学腐蚀与防腐被腐蚀的金属金属的腐蚀在生活中非常普遍钢铁生锈铜器生锈铜器表面生成铜绿2007年8月1日，美国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。金属腐蚀的严重性和危害性“金属的腐蚀与防护”始终是一个世界性的异常棘手的科技难题。在发达国家每年由于金属腐蚀造成的直接经济损失约占全年国民生产总值的2%～4%，远远超过各种自然灾害造成损失的总和！了解金属腐蚀原因和寻求防止金属腐蚀的方法具有重要意义。一、金属的电化学腐蚀1、金属腐蚀2、金属腐蚀类型是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。①化学腐蚀金属与接触到的干

2、燥气体(O2、Cl2、SO2)或非电解质液体(石油)等发生化学反应而引起的腐蚀②电化学腐蚀不纯金属与电解质溶液接触，形成原电池，比较活泼的金属失去电子被氧化的腐蚀。本质：金属单质失电子被氧化成阳离子M–ne-→Mn+无电流产生有电流产生请比较下列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。钢铁的析氢腐蚀意图钢铁的吸氧腐蚀示图3、金属的电化学腐蚀类型条件：水膜呈酸性负极(Fe)：Fe-2e=Fe2+正极(C)：2H++2e－=H2↑条件：水膜呈中性或弱酸性负极(Fe)：2Fe-4e=2Fe2+正极(C)：O2+2H2O+4e=4OH

3、-总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑总反应:2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3·nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍。将用酸洗除锈的铁钉，在饱和食盐水浸泡后放在如图所示的装置中，几分钟后观察导管中水柱的变化实验现象：几分钟后,装置中的导管中水柱上升结论：说明装置中有气体参加反应。思考：该气体是什么呢？几天之后发现铁钉表面生锈，发生的是吸氢腐蚀还是吸氧腐蚀？P85实验4-3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Fe2O3•nH2O）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是

4、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-C-NaCl形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。课堂练习1、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：若液面下降，则溶液呈性，发生　　　腐蚀，电极反应式为：负极：正极：。（2）中性或碱性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氢Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑金属的锈蚀很严重，为了防止金属的锈蚀，你知道可采取哪些方法？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某些工具

5、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原理：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。二、金属的电化学防腐1、牺牲阳极法辅助阳极（不溶性）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

6、水中金属设备的腐蚀。外加电流的阴极保护法示意图2、外加电流法规律在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的阳极腐蚀＞原电池原理引起的负极腐蚀＞化学腐蚀＞原电池原理的防护＞电解原理的防护7/17/202121下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序__________________(5)>(2)>(1)>(3)>(4)拓展练习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2.分析右图，按要求写出有关反应方程

7、式：（1）铁棒上的电极反应式为：_________________________（2）碳棒上的电极反应式为：_________________________（3）溶液中发生反应的化学方程式：__________________________________________________2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe–4e-＝2Fe2+3.铜制品上的铝质