《人教版高中化学 第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护课件 新人教选修4.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中化学 第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护课件 新人教选修4.ppt（46页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2021/8/9 星期一12021/8/9 星期一22021/8/9 星期一32021/8/9 星期一4 (1)原原电池中，池中，较活活泼的金属的金属 电子，子，发生生 反反应，而使金属被氧化。如，而使金属被氧化。如ZnCu稀稀H2SO4原原电池中，被氧化的金属池中，被氧化的金属为 ，被保，被保护的金属的金属为 。失去失去氧化氧化ZnCu2021/8/9 星期一5 (2)电解池中，若阳极不是惰性解池中，若阳极不是惰性电极，极，则阳极金阳极金属属 电子，子，发生生 反反应，引起阳极金属不，引起阳极金属不断断损耗，而阴极金属受到保耗，而阴极金属受到保护。如。如图所示：所示：失去失去氧化氧化被氧化的
2、金属被氧化的金属为 ，被保，被保护的金属的金属为 。CuFe2021/8/9 星期一62021/8/9 星期一7 一、金属的腐一、金属的腐蚀 1 1概念概念 金属或合金与周金属或合金与周围接触到的接触到的 进行行 而腐而腐蚀损耗的耗的过程。程。2 2本本质 金属原子金属原子 电子子变为 离子，金属离子，金属发生生 反反应。气体或液体气体或液体化学反化学反应失去失去阳阳氧化氧化2021/8/9 星期一8 3 3分类分类 (1)(1)化学腐蚀：化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。(2)(2)电化学腐蚀：电化学腐蚀：不纯的金属跟电
3、解质溶液接触时，会发生原电池反应，不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化。比较活泼的金属失电子而被氧化。2021/8/9 星期一92021/8/9 星期一10(2)(2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较：析析氢腐腐蚀吸氧腐吸氧腐蚀图形形描述描述条件条件水膜水膜 水膜呈水膜呈 或或 酸性酸性较强强中性中性酸性很弱酸性很弱2021/8/9 星期一11析析氢腐腐蚀吸氧腐吸氧腐蚀电极极反反应负极极Fe2e=Fe22Fe4e=2Fe2正极正极C 总反反应 2H2e=H2Fe2H=Fe2H2O22H2O4e=4OH2Fe2H2OO2=2Fe(
4、OH)22021/8/9 星期一12 二、金属的防二、金属的防护 1 1金属的金属的电化学防化学防护 (1)(1)牺牲阳极的阴极保牲阳极的阴极保护法：法：应用用 原理，原理，让被保被保护金属作金属作 极，另找极，另找一种活一种活泼性性较强强的金属作的金属作 极。极。如如图所示：所示：原原电池池正正负2021/8/9 星期一13 (2)(2)外加电源的阴极保护法：外加电源的阴极保护法：利用利用 原理，把被保护的钢铁设备作为原理，把被保护的钢铁设备作为 极，极，用惰性电极作为辅助用惰性电极作为辅助 极，在电解质溶液里，接外加极，在电解质溶液里，接外加 。如图所示：如图所示：电解电解阴阴直流电源直流
5、电源阳阳2021/8/9 星期一14 2 2改变金属的内部组织结构改变金属的内部组织结构 制成防腐合金。如不锈钢。制成防腐合金。如不锈钢。3 3加保护层加保护层 如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或使表面钝化等。使表面钝化等。2021/8/9 星期一152021/8/9 星期一161钢铁发生吸氧腐生吸氧腐蚀时，正极上，正极上发生的生的电极反极反应是是 ()A2H2e=H2BFe22e=FeC2H2OO24e=4OH DFe3e=Fe22021/8/9 星期一17分析：分析：钢铁发生吸氧腐生吸氧腐蚀时，负极反极反应式式为Fe2e=Fe2，正极反正极反应
6、式式为O24e2H2O=4OH。答案：答案：C2021/8/9 星期一182021/8/9 星期一19分析：分析：钢铁发生吸氧腐生吸氧腐蚀时，Fe作作负极，极，电极反极反应式式为Fe2e=Fe2，C作正极，正极反作正极，正极反应式式为O24e2H2O=4OH，因此，因此O2被被还原，由于原，由于产生生OH，故溶液中，故溶液中c(OH)增大；增大；钢铁发生析生析氢腐腐蚀或或吸氧腐吸氧腐蚀时，均是，均是Fe被氧化。被氧化。答案：答案：C2021/8/9 星期一203相同材相同材质的的铁在在图中四种情况下最不易被腐中四种情况下最不易被腐蚀的是的是()2021/8/9 星期一21分析：分析：A、D两两
7、项中易中易发生析生析氢腐腐蚀；B项中易中易发生吸氧腐生吸氧腐蚀。答案：答案：C2021/8/9 星期一224用用“短短线”将下列金属的防将下列金属的防护方法方法连线。(1)加保加保护层 A钢闸门与直流与直流电 源源负极相极相连(2)牺牲阳极阴极保牲阳极阴极保护法法 B电线外面包塑料法外面包塑料法(3)外加外加电源的阴极保源的阴极保护法法 C普通普通钢制制镍铬钢(4)改改变内部内部结构构 D轮船外壳装上船外壳装上锌块答案：答案：(1)B(2)D(3)A(4)C2021/8/9 星期一235思考思考讨论：结合金属腐合金属腐蚀的本的本质，分析金属防，分析金属防护的本的本质是什么？在是什么？在电化学防
8、化学防护中是如何做的？中是如何做的？答案：答案：金属腐金属腐蚀的本的本质是金属被氧化是金属被氧化剂氧化氧化变成金属成金属阳离子，因此金属防阳离子，因此金属防护的本的本质是避免金属接触氧化是避免金属接触氧化剂，或采取措施使金属不被氧化。在或采取措施使金属不被氧化。在电化学防化学防护中使被保中使被保护的金属作原的金属作原电池的正极或池的正极或电解池的阴极，不参与解池的阴极，不参与电极反极反应，从而不被氧化。，从而不被氧化。2021/8/9 星期一242021/8/9 星期一252021/8/9 星期一26化学腐化学腐蚀电化学腐化学腐蚀定定义金属跟接触到金属跟接触到的物的物质直接直接发生化学反生化学
9、反应引引起的腐起的腐蚀不不纯金属金属(或合金或合金)跟接触到的跟接触到的电解解质溶液所溶液所发生的原生的原电池反池反应，较活活泼金金属原子失去属原子失去电子被氧化而引起的腐子被氧化而引起的腐蚀吸氧腐吸氧腐蚀析析氢腐腐蚀条条件件金属与干燥气金属与干燥气体或非体或非电解解质直接接触直接接触水膜中溶有水膜中溶有O2，呈，呈极弱酸性或中性极弱酸性或中性水膜酸性水膜酸性较强强2021/8/9 星期一27化学腐化学腐蚀电化学腐化学腐蚀现象象无无电流流产生生有微弱有微弱电流流产生生反反应式式(以以铁腐腐蚀为例例)2Fe3Cl2=2FeCl3负极：极：Fe2e=Fe2正极：正极：2H2OO24e=4OH正极：
10、正极：2H2e=H2联系系两种腐两种腐蚀往往同往往同时发生，只是生，只是电化学腐化学腐蚀比化比化学腐学腐蚀更普遍、危害更大更普遍、危害更大2021/8/9 星期一28 例例1下列有关金属腐下列有关金属腐蚀的的说法中正确的是法中正确的是()A金属腐金属腐蚀指不指不纯金属与接触到的金属与接触到的电解解质溶液溶液进行化学反行化学反应而而损耗的耗的过程程 B电化学腐化学腐蚀指在外加指在外加电流的作用下不流的作用下不纯金属金属发生化学反生化学反应而而损耗的耗的过程程2021/8/9 星期一29 C钢铁腐腐蚀最普遍的是吸氧腐最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸极吸收氧气，收氧气，产物最物最终转化化为铁锈 D金属的金
11、属的电化学腐化学腐蚀和化学腐和化学腐蚀本本质相同，相同，但但电化学腐化学腐蚀伴有伴有电流流产生生2021/8/9 星期一30 解析解析金属腐金属腐蚀的本的本质，主要是金属原子失，主要是金属原子失电子被子被氧化，腐氧化，腐蚀的内因是金属的化学性的内因是金属的化学性质比比较活活泼，外因是金，外因是金属与空气、水和其他腐属与空气、水和其他腐蚀性的物性的物质接触，腐接触，腐蚀主要包括化主要包括化学腐学腐蚀和和电化学腐化学腐蚀，所以，所以A错误；电化学腐化学腐蚀指不指不纯金金属属发生原生原电池反池反应而而损耗的耗的过程，不需要外加程，不需要外加电流，所以流，所以B错误；钢铁腐腐蚀最普遍的是吸氧腐最普遍的
12、是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，正极吸收氧气，而不是而不是负极吸收氧气，所以极吸收氧气，所以C错误；只有；只有选项D正确。正确。答案答案D2021/8/9 星期一31金属腐金属腐蚀类型的判断方法型的判断方法 (1)(1)根据是否根据是否发生原生原电池反池反应来判断。来判断。发生原生原电池反池反应引起的金属腐引起的金属腐蚀，属于，属于电化学腐化学腐蚀，否，否则属于化学腐属于化学腐蚀。2021/8/9 星期一32 (2)(2)根据金属的活根据金属的活动性及性及电解解质溶液的酸性判断，溶液的酸性判断，位于金属活位于金属活动性性顺序中序中氢前面的金属，在酸性前面的金属，在酸性较强强的的电解解质溶液中溶液中发
13、生析生析氢腐腐蚀，在中性或酸性，在中性或酸性较弱弱的的电解解质溶液中溶液中发生吸氧腐生吸氧腐蚀；金属活；金属活动性性顺序序氢后面的金属只可能后面的金属只可能发生吸氧腐生吸氧腐蚀。2021/8/9 星期一332021/8/9 星期一34 1 1金属腐蚀快慢的判断方法金属腐蚀快慢的判断方法 (1)(1)在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀 原原电池原理引起的腐蚀电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀化学腐蚀 有防护措施的腐蚀。有防护措施的腐蚀。(2)(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为：强电解质溶液为：强电解质溶液
14、弱电解质溶液弱电解质溶液 非电解质溶液。非电解质溶液。2021/8/9 星期一35 (3)(3)无保护措施的金属腐蚀无保护措施的金属腐蚀 有一定保护措施的金有一定保护措施的金属腐蚀属腐蚀 牺牲阳极的阴极金属的腐蚀牺牲阳极的阴极金属的腐蚀 有外接电源的阴有外接电源的阴极金属腐蚀。极金属腐蚀。(4)(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。越大，腐蚀越快。2021/8/9 星期一362 2金属的防护措施金属的防护措施2021/8/9 星期一37 例例22下列有关金属的保护方法的说法中正确下列有关金属的保护方法的说法中正确的是的是 ()A A常
15、使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用损后仍能起到防止铁生锈的作用 B B白铁白铁(镀锌铁镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀速率镀层破损后，铁皮的腐蚀速率很慢很慢2021/8/9 星期一38 C C轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法利用了牺牲阴极的阳极保护法 D D钢铁制造的暖气管道外常涂有一些沥青，这钢铁制造的暖气管道外常涂有一些沥青，这是钢铁的电化学保护法是钢铁的电化学保护法2021/8/9 星期一39 解析解析 A A项中涂层破损后，铁直接暴露在空气中，项中涂层
16、破损后，铁直接暴露在空气中，因而搪瓷层不能对破损部分进行保护；因而搪瓷层不能对破损部分进行保护；B B项中镀层破损项中镀层破损后由于锌的金属性比铁强，和铁构成原电池，锌作负后由于锌的金属性比铁强，和铁构成原电池，锌作负极，保护铁不被腐蚀；极，保护铁不被腐蚀；C C选项应是牺牲阳极的阴极保护选项应是牺牲阳极的阴极保护法；法；D D项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。答案答案 B B2021/8/9 星期一40 电镀、喷镀、涂油漆、涂油脂或涂沥青是在电镀、喷镀、涂油漆、涂油脂或涂沥青是在金属表面覆盖防护层的防护措施，不属于电化学金属表面覆盖防护层的防护措施，不属于电
17、化学防护措施。常说的电化学保护法有牺牲阳极的阴防护措施。常说的电化学保护法有牺牲阳极的阴极保护法和外加电源的阴极保护法，应用时注意极保护法和外加电源的阴极保护法，应用时注意区分，不能混淆。区分，不能混淆。2021/8/9 星期一412021/8/9 星期一42点击下图进入点击下图进入“课课堂堂1010分钟练习分钟练习”2021/8/9 星期一432021/8/9 星期一44 (1)(1)化学腐蚀是金属与接触到的非电解质直接发化学腐蚀是金属与接触到的非电解质直接发生化学反应，反应过程中无电流产生；电化学腐蚀是生化学反应，反应过程中无电流产生；电化学腐蚀是不纯金属形成原电池，反应过程中产生电流；金
18、属以不纯金属形成原电池，反应过程中产生电流；金属以发生电化学腐蚀为主。发生电化学腐蚀为主。(2)(2)不能金属或合金表面水膜酸性较强时发生析不能金属或合金表面水膜酸性较强时发生析氢腐蚀，酸性较弱或中性时发生吸氧腐蚀，且后者更氢腐蚀，酸性较弱或中性时发生吸氧腐蚀，且后者更为普遍。为普遍。2021/8/9 星期一45 (3)吸氧腐吸氧腐蚀的正极反的正极反应为O24e2H2O=4OH，电解池中解池中OH放放电时反反应为4OH4e=O22H2O，要注意二者的区，要注意二者的区别。(4)电化学防化学防护金属有两种方法：金属有两种方法：是是牺牲阳极的牲阳极的阴极保阴极保护法法(被保被保护的金属作原的金属作原电池的正极池的正极)，是外加是外加电源的阴极保源的阴极保护法法(被保被保护的金属作的金属作电解池的阴极解池的阴极)。2021/8/9 星期一46