第四节+金属的电化学腐蚀与防护(新人教版).ppt

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1、第四节金属的电化学腐蚀与防护1、金属的腐蚀在生活中非常普遍①钢铁生锈：金属腐蚀概述铁锈的主要成分：Fe2O3·XH2O②铜器生锈：铜器表面生成铜绿铜绿的主要成分：Cu2(OH)2CO3中国航天工业总公司第三十一研究所近日公布了一组数据：全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈。全球每年钢铁腐蚀的经济损失约10000亿美元，占各国国民生产总值GNP的2%～4%，在美国，每年因钢铁腐蚀造成的损失就占国内生产总值的3%，大约三分之一的化学设备因局部腐蚀而停工。我国钢铁腐蚀经济损失高达2800亿人民币，约占国民生产总值GNP的4%，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊人的。2、金属腐蚀

2、的危害性很大资料1、什么是金属腐蚀？指金属或合金与周围接触到的气体或液体物质发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。一、金属的电化学腐蚀2、金属腐蚀的本质是什么?是金属本身失去电子变成阳离子的过程(发生氧化反应)。M-ne-=Mn+例如:铁与氯气直接反应钢管被原油中的含硫化合物腐蚀(1)化学腐蚀金属与接触到的“干燥气体(O2、Cl2、SO2等)”或“非电解质液体”直接发生化学反应而引起的腐蚀。它受温度影响大。原理：金属与氧化剂直接反应3、金属腐蚀的类型有哪些？——根据与金属接触的介质不同(次要)升温可加快金属腐蚀化学腐蚀：家用燃气灶的中心部位很容易生锈食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈。不纯的

3、金属(或合金)跟“电解质溶液”接触时，会发生原电池反应，较活泼的金属失去电子而被氧化的反应。它受电解质影响大。例如:钢铁在潮湿的空气中被腐蚀②电化学腐蚀原理：原电池反应(主要)海边的铁制品比较容易生锈为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈呢？钢铁潮湿空气水膜CO2、SO2、H2S电解质溶液(H+)铁原电池电解质溶液形成：钢铁在这过程发生了电化学腐蚀。CH++OH-H2OH2O+CO2H++HCO3-钢铁表面形成的微小原电池示意图负极：铁正极：碳水膜电解质溶液根据电解质溶液的酸碱性的不同电化学腐蚀可分为两种。将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下放入图4-17所示的具支

4、试管中。几分钟后，观察导管中水柱的变化，思考引起变化的原因。实验4-3实验现象：导管中水柱上升思考：导管中的水柱变化说明什么问题？说明大试管内气体压强减小，大试管中有气体参加反应。请大家根据原电池原理，写出电极反应式及电池反应方程式。负极：____________________________；正极：____________________________;电池反应：________________________；分析：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。Fe-2e-=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O

5、=4Fe(OH)3进一步反应：正极：2H++2e-=H2↑负极：Fe-2e-=Fe2+若水膜酸性较强:电池反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O则发生析氢腐蚀钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3·nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱或碱性电极反应负极Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H

6、2O+O2=4Fe(OH)3联系化学腐蚀电化腐蚀条件现象本质联系金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍化学腐蚀与电化腐蚀的比较:归纳1、埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下被腐蚀速率最慢的是()A.在潮湿疏松的土壤中；B.在含铁元素较多的酸性土壤中；C.在干燥致密不透气的土壤中；D.在含碳较多的潮湿透气的中性土壤C课堂练习2、下列现象与电化学腐蚀无关的是()A．黄铜制作的铜锣不易产生铜绿B．生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C．铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈D．银质奖章久置表面变暗D

7、课堂练习若液面上升，则溶液呈，发生腐蚀，电极反应式为：负极：,正极：。(2)若液面下降，则溶液呈，发生腐蚀，电极反应式为：负极：，正极：。弱酸性或中性吸氧2Fe－4e－＝2Fe2+O2+2H2O+4e－＝4OH－较强酸性析氢Fe－2e－＝Fe2+2H++2e－＝H2↑3、如下图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：二、金属的防护1、制成合金(不锈钢)——改善金属的内部组织结构(内因)2、在金属表面覆盖保护层