金属的电化学腐蚀与防护》.ppt

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1、在在1L K1L K2 2SOSO4 4和和CuSOCuSO4 4的混合溶液中，的混合溶液中，c(SOc(SO4 42-2-)=2.0)=2.0 molLmolL-1-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到时间后，两极均收集到22.4L22.4L（标准状况）气体，（标准状况）气体，则原溶液中则原溶液中K K+的物质的量浓度为（的物质的量浓度为（）A A、2.0 molL2.0 molL-1-1 B.1.5 molL B.1.5 molL-1-1 C.1.0 molL C.1.0 molL-1-1 D.0.5 molL D.0.5 molL

2、-1-1练习：C第四章第四章 电化学基础电化学基础第四节第四节 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护创设情景创设情景讨论：讨论：写出下列有关的反应方程式：写出下列有关的反应方程式：1 1、铁与氯气反应。、铁与氯气反应。2 2、铁与铜用导线连接共同插入稀硫酸中。、铁与铜用导线连接共同插入稀硫酸中。3 3、铁、铜共同插入稀硫酸中，铁与外加电源、铁、铜共同插入稀硫酸中，铁与外加电源正极相连，铜与外加电源负极相连。正极相连，铜与外加电源负极相连。思考：思考：上述反应中，铁都发生了什么变化？上述反应中，铁都发生了什么变化？金属阳离子金属阳离子失失e e-氧化反应氧化反应3、类型：、类型：一、金属

3、腐蚀一、金属腐蚀金属原子金属原子2、本质：、本质：1、定义：、定义：金属或合金跟接触的气体或液体发生氧金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而损耗的过程。化还原反应而损耗的过程。M M nene-=MMn n+金属与接触到的金属与接触到的干燥气体干燥气体（如（如O O2 2、ClCl2 2、SOSO2 2等）或等）或非电非电解质液体解质液体（如石油）等直接发生氧化还原反应而引起（如石油）等直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。的腐蚀。（2）电化腐蚀：）电化腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触发生不纯的金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应原电池反应而引起的腐蚀。而引起的腐蚀。（1）化学腐

4、蚀：）化学腐蚀：实验实验4-3向向铁粉中加入少量的碳粉，混合铁粉中加入少量的碳粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠均匀后，撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两支试管分别和稀醋酸润湿过的两支试管分别标记为标记为a a、b b中，按图中，按图1-281-28装置好装置好仪器。几分钟后，打开止水夹，仪器。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水中观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。中的现象。实验现象：实验现象：装置装置a中的导管中水柱上升，装置中的导管中水柱上升，装置b中中的导管中水柱下降。的导管中水柱下降。思考：思考：导管中的水柱

5、变化说明什么问题？导管中的水柱变化说明什么问题？装置装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小，减小，a装置中有气体参加反应。装置中有气体参加反应。装置装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内有气体生成中的导管中水柱下降，说明大试管内有气体生成。思考思考：向铁粉中加入碳粉的作用是什么？向铁粉中加入碳粉的作用是什么？在在a装置中铁、碳、氯化钠溶液及装置中铁、碳、氯化钠溶液及b装置中铁、碳、装置中铁、碳、醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率。醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率。写出电极反应式及总反应方程式。写出电极反应式及总反应方程式。a a装置中：

6、装置中：负极：负极：2Fe-4e-=2Fe2+正极：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-总反应：总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2分析：分析：中性中性或或酸性很弱酸性很弱条件下，易发生条件下，易发生吸氧腐蚀吸氧腐蚀。4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O进一步反应：进一步反应：正极：正极：2H+2e-=H2 负极：负极：Fe-2e-=Fe2+b装置中装置中:总反应：总反应：Fe+2H+=Fe2+H2 分析：当钢铁处于分析：当钢铁处于酸性酸性气氛中时，易发生析氢腐蚀气氛中时，易发生析氢腐蚀.钢铁的析氢腐蚀和吸氧

7、腐蚀比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 xH2O（铁锈铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条条件件水膜呈水膜呈酸性酸性。水膜水膜酸性很弱酸性很弱或呈或呈中性中性。电电极极反反应应负极负极Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极正极C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-总反应总反应:Fe+2H+=Fe2+H2 2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联联系系交流与讨论交流与讨论铁铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其

8、他一些因素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。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。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，而在的水更强，而在电解质溶液电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。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年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。出现。是是由于南极的温度常年在由于南极的温度常年在0以下，说

9、明在较高以下，说明在较高温度温度下，下，腐蚀更易进行。腐蚀更易进行。交流与讨论交流与讨论3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。是是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作铁作原电池的负极原电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。，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当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁工厂附近的铁制品容易生锈。制品容易生锈。说明铁制品在说明铁制品在酸性条件酸性条件下比在中性条件下更容易被下比在中性条件下更容易被腐蚀。腐蚀。课堂练习课堂练习1、如图、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观

10、察：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀腐蚀,电极反应式为：负极：电极反应式为：负极：,正极：正极：若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈 性，发生腐蚀，电极反应式为：性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：负极：正极：正极：。（2）很弱的酸性很弱的酸性或中性或中性 吸氧吸氧2Fe4e-2Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸酸析氢析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 在被保护的金属设备上装上比铁活泼的金属在被保护的金属设备上装上比铁活泼的金属作原电池的负极（作原电池的负极（阳极阳极）被腐蚀，而金属设）被腐蚀，而金属设备作正

11、极（备作正极（阴极阴极）被保护。）被保护。1.1.牺牲牺牲阳极阳极的的阴极阴极保护法保护法二、金属的电化学保护二、金属的电化学保护 牺牲阳极的阴极保护法示意图牺牲阳极的阴极保护法示意图2.2.外加电流的外加电流的阴极阴极保护法保护法把被保护的金属作为把被保护的金属作为阴极阴极，惰性电极作辅助，惰性电极作辅助阳阳极极，存在电解质溶液中，接外加直流电原，使阴，存在电解质溶液中，接外加直流电原，使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。中金属设备的腐蚀。辅助阳极辅助阳极（不溶性）（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示

12、意图除此以外还有其它防护方法？除此以外还有其它防护方法？在金属表面覆盖保护层。如喷油漆、涂油脂。在金属表面覆盖保护层。如喷油漆、涂油脂。制成防腐的合金。如不锈钢。制成防腐的合金。如不锈钢。3、其它方法：、其它方法：2 2、20002000年年5 5月，保利集团在香港拍卖会上花费月，保利集团在香港拍卖会上花费30003000多万港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，其主要成分是虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3 这三件这三件17

13、601760年铜铸的国宝在年铜铸的国宝在240 240 年后看上去年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是A A、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金。、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金。B B、环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去。、环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去。C C、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化。、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化。D D、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金。、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金。（D）课堂练习课堂练习4.4.下列各情况，在其中下列各情况，在其中FeFe片腐蚀由快到慢的顺序是片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)课堂练习课堂练习3 3、镀锌铁皮和镀锡铁皮破损后哪个更易被腐蚀？为什么、镀锌铁皮和镀锡铁皮破损后哪个更易被腐蚀？为什么？