高中化学 第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护(第1课时)课件 新人教版选修4

金属的电化学防护
交流与讨论
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？
请大家阅读课本Ｐ86-87
金属的电化学防护
二、金属的电化学防护
影响金属腐蚀的因素包括： 金属的 本性 和 介质 金属越活泼越容易被腐蚀
。
金属合金中活泼的金属易腐蚀 例如：钢铁腐蚀 介质对金属腐蚀影响很大： 金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性 气体或电解质溶液，都容易被腐蚀
（ 1） 若液面上升，则溶液呈 中性或碱性 性，发生
-＝Fe2+ Fe – 2e 吸氧 腐蚀,电极反应式为：负极： , -＝4OHO +2H O+4e 2 正极： 2
（ 2） 若液面下降，则溶液呈 酸性 性，发生 析氢腐蚀，电极反应式为： 负极： Fe–2e-＝Fe2+ ++2e-＝H ↑ 2H 2。 正极：
潮湿空气 水膜 CO2、 SO2、H2S 电解质溶液（H+) 钢铁 铁 C 电解质溶液形成： H 2O H2O+CO2 H++OHH++HCO3原 电 池
钢铁在这过程发生了电化学腐蚀，根据电解质溶液的酸碱 性的不同电化学腐蚀可分为两种。
金属的电化学腐蚀
钢铁表面形成的微小原电池示意图
金属的电化学腐蚀
阅读：你有何感想？
金属的电化学腐蚀
• 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Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和 附近居民的生命安全。
金属的电化学防护
1.影响金属腐蚀的两个因素 金属本性 —金属是否活泼，纯净 介质 —金属与哪些物质共存 2.金属腐蚀的本质
金属原子失去电子成为阳离子的过程
金属的电化学防护
思考与交流：根据你的所学知识以及生活经历，说说 金属有哪些防护方法？ 1、改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力 （不锈钢、青铜器） 2、在金属表面覆盖保护层 （1）涂矿物质油脂，油漆或覆盖搪瓷塑料。 （2）镀抗蚀金属－－电镀、热镀、喷镀法。 （3）用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜。 3、电化学保护法 牺牲阳极的阴极保护法 （原电池原理） (轮船船身上的锌块、地下钢铁管道接镁块)
选修4 化学反应原理 第四章 电化学基础
第四节 金属的电化学腐蚀与防护 第1课时
金属的电化学腐蚀
金属的电化学腐蚀
• 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。
金属的电化学腐蚀
一、金属的电化学腐蚀
（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。 失e金属阳离子 （二）金属腐蚀的本质： 金属原子 氧化反应 M – ne-→Mn+ 化学腐蚀
（三）金属腐蚀的类型
电化腐蚀
金属的电化学腐蚀
• 1、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。 • 影响因素：和接触物质的氧化性及温度有关。 • 2、电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质 溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的 金属失电子被氧化的腐蚀。
析氢腐蚀 电化学腐蚀的类型 吸氧腐蚀
金属的电化学腐蚀
化学腐蚀与电化腐蚀的比较:
金属跟非金属单质直接接触
不纯金属或合金跟电解质溶液接触
化学腐蚀 条件
电化腐蚀
无电流产生
有微弱电流产生
现象 本质
联系
金属被氧化
较活泼金属被氧化
两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍
金属的电化学腐蚀
• 为什么铁在干燥的空气中不易生锈， 在潮湿的空气中却易生锈？
钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
思考：你能写出它们的电极反应式？
金属的电化学腐蚀 钢铁的腐蚀
吸氧腐蚀 发生 条件 析氢腐蚀 钢铁表面吸附的水膜中溶有O2 并呈 钢铁表面吸附的水膜呈现较 极弱酸性或中性，反应中 （ O2）得 强酸性。反应时有 H2 析 电子被还原为 OH- 。 出。
负 极 2Fe-4e-＝2Fe2＋ Fe-2e-＝Fe2＋ 2H++2e-=H2
2
O+4e-=4OH-
总 反 应
2Fe＋O2+H2O=2Fe(OH)2
Fe＋2H+=Fe2++H2
4 Fe(OH)2＋O2+2H2O= 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3 · xH2O(铁锈）+（3-x）H2O
金属的电化学腐蚀
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。
金属的电化学腐蚀
铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？
实验43
金属的电化学腐蚀
思考与交 流
• 1、铁锈的成份是什么？是怎样形成的？ • 2、将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入如图所示 的具支试管中．几分钟后，导管中的水柱上升了，你知道为什么吗？
金属的电化学腐蚀
科学探究：为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈， 而在潮湿的空气中却易生锈呢？
金属的电化学腐蚀
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.当化工厂派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。
金属的电化学腐蚀
课堂练习
1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：