高中化學 化學反應原理 第四章 電化學基礎 第四節(jié) 金屬的電化學腐蝕與防護課件 新人教版選修4.ppt

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金屬的電化學腐蝕與防護,鋼鐵生銹,鐵銹的主要成分：Fe2O3xH2O,,金屬的腐蝕在生活中非常普遍,金屬的腐蝕在生活中非常普遍,銅器生銹,銅綠的主要成分：Cu2(OH)2CO3,思考：金屬腐蝕的本質是什么？,Fe→Fe2O3,0+3,Cu→Cu2(OH)2CO3,0+2,一、金屬腐蝕,本質：M–ne-=Mn+（氧化反應）,1、定義：金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程。,鐵與酸反應，鐵被腐蝕。腐蝕速率較慢。,鐵作負極(陽極)被腐蝕腐蝕速率較快。,一、金屬腐蝕,(2)電化學腐蝕：不純的金屬跟電解質溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應，比較活潑的金屬失電子而被氧化腐蝕。,2、類型：,(1)化學腐蝕：金屬跟接觸到的物質直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。,二、金屬的電化學腐蝕,思考：為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，而在潮濕的空氣中卻易生銹呢？,鋼鐵,,潮濕空氣,水膜,,酸性氣體,H+,,鐵,C,,原電池,,鋼鐵發(fā)生了電化學腐蝕。,鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖,二、金屬的電化學腐蝕,2H++2e-=H2↑,Fe-2e-=Fe2+,總反應：Fe+2H+=Fe2++H2↑,負極：,正極：,分析：當鋼鐵處于酸性環(huán)境中時，易發(fā)生析氫腐蝕,1、析氫腐蝕,二、金屬的電化學腐蝕,[實驗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，幾分鐘后觀察導管中水柱的變化。,實驗現象：,幾分鐘后,裝置中的導管中水柱上升,幾天之后發(fā)現鐵釘表面生銹,說明裝置中有氣體參加反應。,結論：,二、金屬的電化學腐蝕,2、吸氧腐蝕,酸性很弱、中性條件下，易發(fā)生吸氧腐蝕,電池總反應：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,O2+2H2O+4e-=4OH-,Fe-2e-=Fe2+,負極：,正極：,Fe(OH)2在空氣中繼續(xù)反應：,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,吸氧腐蝕較為普遍,炒過菜的鐵鍋未及時洗凈(殘液中含有NaCl),不久便會因腐蝕而出現紅褐色銹斑。,二、金屬的電化學腐蝕,二、金屬的電化學腐蝕,水膜呈強酸性,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)2,Fe2O3xH2O,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,金屬的腐蝕以電化腐蝕為主，電化腐蝕又以吸氧腐蝕為主(pH≥5.6時)若pH(2)>(1)>(3)>(4),金屬腐蝕的快慢程度：電解池的陽極＞原電池的負極＞化學腐蝕＞原電池的正極＞電解池的陰極,金屬腐蝕快慢的一般規(guī)律,1．電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐蝕>有防護措施的腐蝕．2．同一金屬在不同電解質溶液中的腐蝕速率強電解質>弱電解質>非電解質3．原電池原理引起的腐蝕速率：兩電極金屬活動性相差越大，越易腐蝕．4．對于同一電解質溶液來說，電解質溶液濃度越大，腐蝕越快．,練習,5、如圖,水槽中試管內有一枚鐵釘，放置數天觀察：,(1)若液面上升，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕,電極反應式為：負極：,正極：；,(2)若液面下降，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反應式為：負極：，正極：。,中性或堿性,吸氧,Fe-2e-＝Fe2+,O2+2H2O+4e-＝4OH-,酸,析氫,Fe-2e-＝Fe2+,2H++2e-＝H2↑,ThankYou!,練習,,4、為研究金屬腐蝕的條件和速率，某課外小組學生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在圖示的三個裝置中，再放置于玻璃鐘罩里保存相同的一段時間，下列對實驗結束時現象描述不正確的是（）,A．裝置Ⅰ左側的液面一定會下降B．左側液面裝置Ⅰ比裝置Ⅱ的低C．裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴重D．裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒被腐蝕,B,健身器材刷油漆以防銹,衣架和電線的外面包上一層塑料層,某些工具的“機械轉動部位”選用油脂來防銹,自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的Cr,家里用的不銹鍋,將無機玻璃質材料通過熔融凝于基體金屬上并與金屬牢固結合在一起的一種復合材料,據統計：1、全球每一分鐘就有1噸鋼腐蝕成鐵銹；2、全球每年鋼鐵腐蝕的經濟損失約10000億美元，占各國國民生產總值GNP的2%～4%，遠遠超過水災、火災等自然災害造成損失的總和。,金屬腐蝕的危害,