选修4 《金属的电化学腐蚀与防护》课件

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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高二化学备课组金属的腐蚀在生活中非常普遍Fe2O3·XH2O钢铁生锈铜绿：Cu2(OH)2CO3铜器生锈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。资料：一、金属的腐蚀1.什么是金

2、属腐蚀？指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。2.金属腐蚀的本质是什么?金属单质失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）。M-ne-=Mn+钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢?在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等气体，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。3.金属腐蚀的类型金属跟接触到的干燥气体（如SO2、Cl2、O2等）或非电解质溶液（石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。不纯的金属与电解质溶液接触时，发生原电

3、池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀。(1)化学腐蚀：——根据与金属接触的介质不同(2)电化学腐蚀：化学腐蚀和电化学腐蚀的比较相互关系反应现象条件电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生，但电化学腐蚀更普遍较活泼的金属被氧化金属被氧化有电流产生不产生电流不纯金属或合金跟电解质溶液接触金属跟接触的物质反应1.以下现象与电化腐蚀无关的是()A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜锈B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C.铁质器件附有铜质配件，在接触处易生锈D.银质奖牌久置后表面变暗D巩固练习：钢铁腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电极反应负极Fe(-)正极C(+)总反应其

4、他反应联系水膜呈强酸性水膜呈中性或弱酸性Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2H++2e-=H2↑2H++Fe=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金属的腐蚀以电化腐蚀为主，电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O脱水1.如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中为NaCl溶液，乙试管为NH4Cl溶液(溶液呈弱酸性).数天后观察到的现象是：，甲中正极反应为_________________.乙中正极反应为.试管中残留气体平均相对分子质量的

5、变化为甲，乙.O2+2H2O+4e-＝4OH-2H++2e—=H2↑减少减少Fe被腐蚀,U型管中甲端的液面高于乙端的液面巩固练习：甲乙2.在含有H2S气体的空气中，银器表面易变黑（生成了Ag2S），原因是银发生了______（填“析氢”或“吸氧”）腐蚀，其电极反应式为：正极，负极，最终在银器表面生成Ag2S的离子方程式是：。吸氧O2+2H2O+4e-=4OH-Ag-e-=Ag+2Ag++H2S=Ag2S↓+2H+三、金属的防护(1)在金属表面覆盖保护层——喷漆、涂油脂、电镀、表面钝化等(2)改善金属的内部组织结构(内因)——制成合金（不锈钢）(3)电化学保护法——牺牲阳极的

6、阴极保护法、外加直流电源的阴极保护法〖思考〗鉴于金属发生腐蚀的原因，我们可以从哪些方面设想解决问题的思路？思路一：直接隔离选用适当的材料使金属与空气或其他腐蚀性试剂隔离开，以阻止金属的腐蚀。1、给金属穿上“保护膜”例如：①喷涂漆；②涂油脂；③表面钝化；④电镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层)等。二、金属的防护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的“机械转动部位”选用油脂来防锈思路二：改变本质即改变金属的内部组织结构，使其具有较强的抗腐蚀性能。2、加入其他金属改变其组成(合金)在钢铁中加入一定比例的铬和镍（如14%～8%Cr，7%～9%Ni），

7、改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”(合金)。二、金属的防护思路三：因势利导电化学腐蚀还是用电化学方法来解决，不回避金属与氧化剂的直接接触，采用还原性更强的物质或其他替代方式来满足氧化剂对电子的需求，从而保护主体金属构件免受腐蚀。3、电化学防护法——重点掌握牺牲阳极的阴极保护法外加直流电源的阴极保护法二、金属的防护①牺牲阳极的阴极保护法：形成原电池反应时，让被保护金属做正极（阴极），不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁