高二化学金属的电化学腐蚀与防护.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第四章 电化学基础,第四节,金属的电化学腐蚀与防护,被腐蚀的金属,因为金属腐蚀而使桥梁坍塌,金属腐蚀,我国作为世界上钢铁产量最多的国家（,2005,年全国生产,钢材,37117.02,万吨），每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的,2%4%,；约合人民币：,3000,亿元（,2005,年我国国内生产总值将达,15,万亿元）。,根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的,4%,左右。,另据国外统计，金属腐蚀的年损失,远远超过,水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的,总和,，在这里,还不包括,由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。,阅读：你有何感想？,金属腐蚀的主要害处，,不仅在,于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。,腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁,。,国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而,坠毁,；桥梁因钢梁产生裂缝而,塌陷,；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火,爆炸,；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境,污染,；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如,Cl,2,、,H,2,S,、,HCN,等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的,生命安全,。,金属被腐蚀后有什么危害？,思考与归纳：,（1）外形、色泽、机械性能发生变化；,（2）影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至报废；,（3）桥梁、建筑物强度降低而坍塌；,（4）地下金属管道泄漏；,（5）轮船船体损坏；,（6）金属腐蚀还可能造成环境污染。,面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过铁为什么会被腐蚀？怎么样防腐？,阅读课本84-87页,1,、什么是金属腐蚀？有哪些类别？,2,、化学腐蚀与哪些因素有关？,3,、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？分别发生哪些电极反应？,知识总结,金属阳离子,失e,-,氧化反应,（三）,金属腐蚀的类型,化学腐蚀,电化学腐蚀,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,（常见普遍）,一、金属腐蚀,金属原子,（二）,金属腐蚀的本质：,（一）金属腐蚀：,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。,M,ne,-,M,n,+,1,、化,学腐蚀,金属与接触到,的物质直,接发生化学反应引起的腐蚀叫做化学腐蚀,。如：干燥气体（如,O,2,Cl,2,SO,2,）或非电解质液体,(,石油,),等,不,纯的金属与电解质溶液接,触时,，会发生原电池反应，比较,活泼,的金属失电子而被氧化的腐,蚀叫,做电化学腐蚀。,2,、电,化学腐蚀,（主要）,化学腐蚀,和,电化学腐蚀,的比较,化学腐蚀,电化学腐蚀,条件,现象,反应,影响因素,腐蚀快慢,相互关系,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,有微弱的电流产生,不产生电流,不纯金属跟电解质溶,液接触,金属跟接触的物质反应,随温度升高而加快,与原电池的组成有关,相同条件下较,电化学腐蚀慢,较快,钢铁的,析氢腐蚀,示意,图,钢铁的,吸氧腐蚀,示意,图,负极（,Fe）,：,Fe,-,2e,=Fe,2+,正极（,C,）：,2H,+,+2e,=H,2,钢铁在潮湿的空气中为什么易,生锈,?,问题讨论,或2H,2,O+O,2,+4e,=4OH,电解质溶液,钢铁,钢铁表面,形成的微小,原电池,示意,图,钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较,Fe,2,O,3,n,H,2,O,（,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,-,=Fe,2+,2Fe-4e,-,=2Fe,2+,正极,C(+),2H,+,+2e,-,=H,2,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,总反应,:,Fe+2H,+,=,Fe,2+,+H,2,2Fe+2H,2,O+O,2,=2 Fe(OH),2,4Fe(OH),2,+2H,2,O+O,2,=4Fe(OH),3,联系,思考：,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,说明装置中有气体参加反应。,结论：,该气体是什么呢？,几天之后发现铁钉表面生锈，发生的,是析氢腐蚀,还是吸氧腐蚀？,思考：,交流与讨论,铁,生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。,1.,相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。,因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在,电解质溶液,中，电化学腐蚀更容易进行。,2.1910,年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。,是,由于南极的温度常年在,0,以下，说明在较高,温度,下，腐蚀更易进行。,交流与讨论,3.,用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。,是,由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作,原电池的负极,，因此铁易被腐蚀而生锈。,4.,当化工厂放出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。,说明铁制品在,酸性条件,下比在中性条件下更容易被腐蚀。,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,Fe2e,-,Fe,2+,O,2,+2H,2,O+4e,-,4OH,酸性,析氢,Fe2e,-,Fe,2+,2H,+,+2e,-,H,2,请大家根据铁生锈的原理，思考应采取什么措施防止铁生锈？,交流与讨论,请大家阅读课本,86-87,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,。,1.,牺牲阳极保护法,二、金属的电化学保护,牺牲阳极,的,阴极保护法,示意图,2.,外加电流法,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保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。,辅助阳极（不溶性）,外加电流,的,阴极保护法,示意图,除此以外还有其它防护方法？,金属防护的几种重要方法,在金属表面覆盖保护层。,改变金属内部的组织结构，制成合金。,电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。,小结,2,、,2000,年,5,月，保利集团在香港拍卖会上花费,3000,多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是,Cu,2,(OH),2,CO,3,这三件,1760,年铜铸的国宝在,240,年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是,A,、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；,B,、环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；,C,、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；,D,、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；,（,D,）,课堂练习,探究一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀？为什么？,探究二、纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？如果向酸中再加入硫酸铜又会什么现象？,A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H,2,气放出,；,B.在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多,；,C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；,D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；,4,、,下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是,（）,A.纯锌和1mol/L 硫酸；,B.纯锌和18 mol/L 硫酸；,C.粗锌和 1mol/L 硫酸；,D.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO,4,溶液。,3,、,下列制氢气的反应速率最快的是,（）,D,C,课堂练习,5.,下列各情况，在其中,Fe,片腐蚀由,快,到,慢,的顺序是,(5),(2),(1),(3),(4),课堂练习,金属腐蚀的快慢程度：,电解池的阳极,原电池的负极,化学腐蚀,原电池的正极,电解池的阴极,4.,分析右图，按要求写出有关反应方程式：,（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+2H,2,O+O,2,=2 Fe(OH),2,4Fe(OH),2,+2H,2,O+O,2,=4Fe(OH),3,O,2,+2H,2,O+4e,-,4OH,-,2Fe4e,-,2Fe,2+,有M、N两种金属，分别与盐酸反应，产生H,2,速率相近，试,设计一个实验比较,M、N两种金属的活泼性。,思考题：,期末即将来临，,同学们要好好学习，,有计划地进行复习，,争取考好每一科！,