高中化学 4.4《金属的电化学腐蚀与防护》课件1 新人教版选修4.ppt

1、第四节 金属的电化学腐蚀与防护 第四章 电化学基础 钢铁生锈 金属的腐蚀在生活中非常普遍金属的腐蚀在生活中非常普遍 铜器生锈 铜 器 表 面 生 成 铜 绿 金属腐蚀金属腐蚀 我国作为世界上钢铁产量最多的国家（我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生年全国生 产钢材产钢材37117.02万吨）万吨） ，每年被腐蚀的铁占到我国钢，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 到国内生产总值的到国内生产总值的2%4%；约合人民币：；约合人民币：3000亿元亿元 （ 2005年我国国内生产总值将达年我国国内生产总值将

2、达15万亿元）万亿元） 。 根据调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损根据调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损 失大致为发达国家国民生产总值的失大致为发达国家国民生产总值的2% 4%左右。左右。 另据国外统计，金属腐蚀的年损失另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过远远超过水灾、火水灾、火 灾、风灾和地震（平均值）损失的灾、风灾和地震（平均值）损失的总和总和，在这里，在这里还不还不 包括包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接 损失。损失。 阅读：你有何感想？阅读：你有何感想？ 金属腐蚀的主要害处，金属腐蚀的主要害处，不仅在不仅在于金属本

3、身的损失，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。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。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；管道工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境

4、污染；管道 和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体 如如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和等的泄漏，更会危及工作人员和 附近居民的生命安全。附近居民的生命安全。 面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害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，事实，大家有没有想过，铁怎么会被铁怎么会被 腐蚀？怎样防腐？腐蚀？怎样防腐？ 阅读课本阅读课本P84-85回答以下问题：回答以下问题： 1、什么是金属腐蚀？其本质是什么？、什么是金属腐蚀？其本质是什么？ 2、金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，、金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀

5、， 两者有何不同？两者有何不同？ 3、电化学腐蚀可分为哪些种类？它们的区别、电化学腐蚀可分为哪些种类？它们的区别 在哪里？在哪里？ 一、金属的电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀 一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀 金属与周围的气体或液体物质发生氧化金属与周围的气体或液体物质发生氧化 还原反应而引起损耗的现象。还原反应而引起损耗的现象。 其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。 Mne Mn+ 1、什么是金属腐蚀？其本质是什么？、什么是金属腐蚀？其本质是什么？ 化学腐蚀：化学腐蚀：(次要次要) 金属跟接触到的干燥气体（如金属跟接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）

6、或等）或 非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应而引非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应而引 起的腐蚀。起的腐蚀。 电化学腐蚀：电化学腐蚀：(主要主要) 不纯的金属不纯的金属跟电解质溶液接触时，发生跟电解质溶液接触时，发生原电池反原电池反 应应而引起的腐蚀。而引起的腐蚀。 2、金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐、金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐 蚀，两者有何不同？蚀，两者有何不同？ 化学腐蚀化学腐蚀 电化学腐蚀电化学腐蚀 条件条件 现象现象 本质本质 影响影响 因素因素 联系联系 金属跟干燥气体或非金属跟干燥气体或非 电解质液体直接接触电解质液体直接接触 不纯金属或合金不纯金属或合金

7、跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触 无电流产生无电流产生 有有微弱电流微弱电流产生产生 金属被氧化金属被氧化 较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化 与接触物质的氧化性与接触物质的氧化性 及温度有关及温度有关 与电解质溶液的酸碱与电解质溶液的酸碱 性及金属活性有关性及金属活性有关 两者往往同时发生，两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍电化学腐蚀更普遍 钢铁在干燥的空气里长时间钢铁在干燥的空气里长时间 不易被腐蚀不易被腐蚀, ,但在潮湿的空气里但在潮湿的空气里 却很快被腐蚀却很快被腐蚀, ,这是什么原因呢这是什么原因呢? ? 在潮湿的空气里在潮湿的空气里, ,钢铁表面吸附了一钢铁表面吸附了一 层薄薄的水膜

8、。水中溶有层薄薄的水膜。水中溶有O O2、COCO2、SOSO2等等 气体，这样在气体，这样在钢铁表面形成了一层电解钢铁表面形成了一层电解 质溶液的薄膜质溶液的薄膜, ,它跟钢铁里的铁和少量的它跟钢铁里的铁和少量的 碳构成无数微小的原电池碳构成无数微小的原电池。 钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀示意图示意图 钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意图示意图 钢铁在潮湿的空气中发生的电化学腐蚀的原理：钢铁在潮湿的空气中发生的电化学腐蚀的原理： 负极（负极（Fe）： Fe2e = Fe2+ 正极（正极（C）：）： 2H+2e = H2 析氢腐蚀析氢腐蚀 或或2H2O+O2+4e = 4OH 吸氧腐蚀吸氧腐蚀

9、电化学腐蚀电化学腐蚀 铜能发铜能发 生析氢生析氢 腐蚀吗？腐蚀吗？ 钢铁腐蚀钢铁腐蚀 析氢腐蚀析氢腐蚀 吸氧腐蚀吸氧腐蚀 条件条件 电电 极极 反反 应应 负极负极 Fe(-) 正极正极 C(+) 总反应总反应 联系联系 水膜呈强酸性强酸性 水膜呈中性中性或弱酸性弱酸性 Fe-2e-=Fe2+ 2Fe-4e-=2Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH- 2H+2e =H2 2H+Fe=Fe2+H2 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 Fe2O3 nH2O 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，金属的腐蚀以电化学腐蚀为主， 电化学腐蚀又以吸氧腐蚀

10、为主电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH5.6(pH5.6时时) ) 若若pH 快快 快快 下列各情况下，其中下列各情况下，其中FeFe片腐蚀由片腐蚀由 快快到到慢慢的顺序的顺序 是是 。 (5) (2) (1) (3) (4) 1解释现象： 马口铁(镀Sn铁皮)做的罐头，打开后为 什么极易生锈? 2. 下列不能用于金属防腐处理的是（ ） A. 涂油 B. 改变金属内部结构 C. 镀上一层耐腐蚀的金属 D. 在海轮的船体上镶铜块 D A.潮湿疏松透气的土壤中 B.含铁元素较多的酸性土壤中 C.干燥致密不透气的土壤中 D.含碳量较高，潮湿透气的中性土壤中 3.下列情况下，埋在地下的输油铸铁管 道被腐

11、蚀最慢的是（ ） C 4.钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是( ) Fe由单质转化为由单质转化为+2价；价； Fe由由+2价转化为价转化为+3价；价； 产生氢气；产生氢气；产生氧气；产生氧气； 杂质杂质C被氧化除去；被氧化除去； Fe（OH）3失水变成失水变成Fe2O3 3H2O. A. B. C. 只有只有 D. 全部全部 A 5.为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方 法是( ) A、与直流电源负极相连接 B、与直流电源的正极相连接 C、与铜板相连接 D、与锌板相连接 AD 6.以下现象与电化学腐蚀无关的是（ ） A.黄铜(铜锌合金)制作的锣不易产生铜绿 B.生铁比纯铁容易生锈 C.铁质配件附有铜质配件，在接触处易生 铁锈 D.银质物品久置表面变暗 D