高中化学选修四第四章第四节.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护1、金属的腐蚀现象非常普遍①钢铁生锈：铁锈的主要成分：Fe2O3·XH2O②铜器表面生成铜绿：铜绿的主要成分：Cu2(OH)2CO32、金属腐蚀的危害性很大一、金属腐蚀概述金属制品的腐蚀金属腐蚀给生产生活带来很多不便，造成了巨大的经济损失。全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值(GNP)的4%，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25%-30%。金属腐蚀还可能造成环境污染。资料在线二、

2、金属的腐蚀1、定义:金属或合金与周围接触到的气体或液体进行氧化还原反应而引起损耗的现象。2、金属腐蚀的类型（根据“介质”不同）①化学腐蚀②电化学腐蚀M－ne－=Mn+（氧化）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。原理：金属与氧化剂直接反应温度对化学腐蚀的影响一般情况下，温度越高，金属腐蚀越快。不纯的金属(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。例如钢铁在潮湿的空气中被腐蚀②电

3、化学腐蚀原理：原电池反应2.金属腐蚀的类型①化学腐蚀：②电化学腐蚀：受温度影响大受电解质影响大（干燥气体或非电解质液体）（电解质液体）三、金属的电化学腐蚀钢铁在潮湿的空气中被腐蚀例如钢铁表面形成的微小原电池示意图负极：铁正极：碳水膜电解质溶液钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图钢铁在潮湿的空气中发生的电化学腐蚀的原理：负极（Fe）：Fe—2e—=Fe2+正极（C）：2H++2e—=H2↑或2H2O+O2+4e—=4OH—①当电解质溶液的酸性较强时负极：正极：（Fe）（C）Fe－2e－=Fe2+2H++2e－=H2↑总式：2H++Fe=

4、Fe2++H2↑——析氢腐蚀三、金属的电化学腐蚀三、金属的电化学腐蚀②当电解质溶液的酸性很弱或中性时负极：正极：（Fe）（C）Fe－2e－=Fe2+2H2O+O2+4e－=4OH－总式：2H2O+O2+2Fe=2Fe(OH)2——吸氧腐蚀析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）析氢腐蚀吸氧腐蚀(更普遍)条件水膜酸性较强（pH＜4.3）水膜酸性很弱或中性电极反应负极正极O2+2H2O+4e－=4OH－2H++2e-=H2↑Fe-2e－=Fe2+化学腐蚀电化学腐蚀条件现象本质关系金属与氧化剂直接接触不纯金属与电解质溶液接触无电流有微电流金属被氧化较活

5、泼金属被氧化都是金属被氧化（两种腐蚀同时发生,但以电化腐蚀为主，且快）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。思考与交流思考与交流给链条涂上机油,将钢圈表面镀上一层铬,给支架烤上一层漆,将齿轮镀上一层铬并涂上机油。讨论自行车的不同构件如链条、钢圈、支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施？烤蓝涂机油烤漆

6、涂凡士林镀锌镀铬[交流研讨]你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?方法防腐效果价格镀塑差便宜涂油漆一般便宜镀锡好中等镀铬好昂贵镀锌很好中等使用不锈钢很好昂贵铁器烤蓝好中等金属常用防腐蚀方法的比较四、金属的防护①改变金属的内部结构②在金属表面覆盖保护层③电化学防护——合金（不锈钢）利用“原电池”和“电解池”保护金属——电镀、涂油脂五、金属的电化学防护————————————————————————————————————海水钢闸门锌板利用“原电池原理”保护极金属正极负极e－e－正阳极阴极“牺牲阳极的阴极保护法”五、金属的电化学防护

7、1、“牺牲阳极的阴极保护法”利用“原理”保护极金属原电池正————————————————————————————————————海水钢闸门惰性电极利用“电解池原理”保护极金属阳极阴极e－e－阴“外加电流的阴极保护法”你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？请举例说明。用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换制成不锈钢，在金属表面镀一层比要保护的金属耐腐蚀的金属。用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换锌块外加电流的阴极保护法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

8、保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。五、金属的电化学防护1、“牺牲阳极的阴极保护法”利用“原电池原理”保护正极金属2、“外加电流的阴极保护法”利用“原理”保护极金属电解池阴课