化学选修4第四章第四节全解PPT课件

1.解释下列现象并写出有关原电池的电极反应:
(1)马口铁(镀Sn铁皮)做的罐头,打开后为什么极易 生锈?
(2)轮船船壳的水线以下部分,为什么要装上一定数 量Zn块?
(3)在一块表面无锈的铁片上滴一滴含酚酞的食盐 水,放置一段时间后可以看到液滴周围逐渐呈现红 色,并慢慢形成红褐色的锈斑。
(4)烧过菜的铁锅未及时洗净(残液NaCl),第二天 便出现红褐色锈斑。
6.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_F__e_–_4_e__-＝__2_F__e_2_+________
（2）碳棒上的电极反应式为: __O__2+__2_H__2_O_+__4_e_-_＝__4_O__H_-___ （3）溶液中发生反应的化学方 程式: _2__F_e_+__2_H__2_O_+__O_2_=__2__F_e__(O__H)2 _4_F_e_(_O__H__)2_+__2H2_O_+__O_2_=__4_F_e__(O_ H)3
电解质溶液与铁和铁中少量的碳构成了原电池
铁是负极,碳是正极,在正极,H+得到电子
条件: 酸性环境
负极 Fe - 2e正极 2H++2e-
Fe2+ H2
(2) 吸氧腐蚀
水膜的酸性很弱或呈中性,但 溶有一定量的氧气
条件:中性或酸性极弱环境 负极: 2Fe-4e-=2Fe2+
正极: 2H2O+O2+4e-=4OH-
辅助阳极 (不溶性)
外加电流的阴极保护法示意图
外加电流的阴极保护法
[交流研讨]
你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措 施吗?
镀铬
烤蓝
烤漆
涂机油 涂凡士林
镀锌
金属常用防腐蚀方法的比较
方法
镀塑
涂油漆 镀锡 镀铬 镀锌 使用不锈钢 铁器烤蓝
防腐效果
差
一般 好 好 很好 很好 好
价格
便宜
便宜 中等 昂贵 中等 昂贵 中等
时,会发生原电池反应,比较活泼 的金属失去电子而被氧化,这种 腐蚀叫做电化学腐蚀。
铁电 腐化 蚀学 的腐 主蚀 要是 原造 因成
钢
（1） 析氢腐蚀
在潮湿的空气里,钢铁的表面吸附了一层薄薄 的水膜,水膜溶解来自大气中的CO2、SO2、H2S, 使水膜中又含有一定量的H+ 。
H2O+CO2 H2CO3 H++HCO3-
2.下列制氢气的反应速率最快的是（ C ）
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18mol/L 硫酸
3.下列叙述说明金属甲比乙活泼性强的是（CD）
A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中,乙溶解, 甲上有H2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,甲比乙的氧化性弱
2.金属的防护方法
（1）在金属表面覆盖保护层, 如:涂油漆、镀Zn、镀Sn、镀
Cr等,或制成氧化膜。 （2）改变金属内部组织结构, 如:将钢铁制成不锈钢。
（3）金属的电化学防护
二.金属的电化学保护
发生电化学腐蚀时,总是作为原电池负极（阳 极）的金属被腐蚀,作为正极（阴极）的金属不被 腐蚀。让被保护金属成为正极（阴极），则该金 属不会被腐蚀。
1.化学腐蚀
金属跟接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2） 或非电解质液体（如石油）直接发生化学反应
金属的化学腐蚀受哪些因素的影响? ——温度
燃气炉的中心部位 最容易生锈
罐头放在南极已差不多 90年了,却很少生锈
做饭用的铁锅日久天长越用越薄, 你知道为什么吗?
2. 电化学腐蚀
不纯的金属跟电解溶液接触
P85实验4-3
化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
化学腐蚀
条件
金属跟氧化剂 直接接触
现象
无电流产生
本质
金属被氧化
实例
金属与氧气、氯气等物 质直接反应
电化腐蚀
不纯金属跟 电解质溶液接触 （发生原电池反应） 有微弱电流产生
较活泼金属被氧化
钢铁在潮湿的空气中 被腐蚀
联系
两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍
注意: 二者都是金属原子失电子变成阳离子的过程
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>
Cຫໍສະໝຸດ Baidu
Fe
电解池的阴极
海水
4.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__)__
5.下列装置中四块相同的Zn片,放置一段时间后腐 蚀速率由快到慢的顺序是_(_4__)_>__(_3__)_>__(_1__)_>__(_2__)
第四章 电化学基础
4.金属的腐蚀与防护
金属的腐蚀在生活中非常普遍
钢铁生锈
• 铜器生锈
铜 器 表 面 生 成 铜 绿
资
料 在
金属制品的腐蚀
线 • 金属腐蚀给生产生活带来很多不便，造成
了巨大的经济损失。
• 全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济 损失约达7000亿美元，是地震、水灾、台 风等自然灾害造成损失总和的6倍。
Fe2++2OH–=Fe(OH) 2
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）
析氢腐蚀
吸氧腐蚀(更普遍)
条 件
水膜酸性较强
水膜酸性很弱或中性
电 极
负 极
反 应
正 极
Fe-2e-=Fe2+
2H++2e-=H2↑ O2+2H2O+4e-=4OH-
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,则溶液呈中性或碱性 性,发生 吸氧 腐蚀,电极反应式为: 负极: Fe–2e-＝Fe2+, 正极: O2+2H2O+4e-＝4OH- 。 (2)若液面下降,则溶液呈 酸性, 发生析氢腐蚀,电极反应式为: 负极: Fe–2e-＝Fe2+ , 正极: 2H++2e-＝H2↑ 。
• 我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总 值(GNP)的4%，钢铁因腐蚀而报废的数量 约占钢铁当年产量的25%-30%。
• 金属腐蚀还可能造成环境污染。
一.金属的腐蚀
金属跟周围接触到的气体或 液体发生氧化还原反应而腐蚀 损耗的过程,即为金属的腐蚀。
本质:金属失去电子被氧化
种类:化学腐蚀、电化学腐蚀 （根据与金属接触的介质不同）
1.牺牲阳极的阴极保护法
在被保护的钢铁设备上装若干镁铝合金或锌块 镁、锌比铁活泼,它们成为原电池负极（阳极）, 不断遭受腐蚀,而作为正极（阴极）的钢铁设备 就被保护了下来——牺牲阳极的阴极保护法
+
-
牺牲阳极(负极)的阴极(正极)保护法
2.外加电流的阴极保护法
将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极,用 惰性电极做辅助阳极,在外加直流电作用下,电子 被迫流向被保护的钢铁设备,使钢铁表面的腐蚀电 流降至零或接近等于零。