金属的电化学腐蚀课件.ppt

1、请比较下列请比较下列Fe腐蚀的快慢？腐蚀的快慢？铁与酸反应，铁被铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀。铁与碳形成原电池铁与碳形成原电池铁作负极被腐蚀铁作负极被腐蚀。腐蚀速率较慢。腐蚀速率较慢。腐蚀速率较快。腐蚀速率较快。金属的腐蚀现象非常普遍：金属的腐蚀现象非常普遍：1 1、钢铁生锈：、钢铁生锈：铁锈的主要成分：铁锈的主要成分：金属腐蚀的不利后果有哪些？金属腐蚀的不利后果有哪些？FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O OCuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 32 2、铜器表面生成铜绿：、铜器表面生成铜绿：铜绿的主要成分：铜绿的主要成分：2007年8月1日，美国明尼苏达州一座跨越密西西比河的

2、大桥发生坍塌。事故造成6人死亡。金属制品的腐蚀金属制品的腐蚀 金属腐蚀给生产生活带来很多不便，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。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全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达经济损失约达70007000亿美元，是地震、亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和水灾、台风等自然灾害造成损失总和的的6 6倍。倍。我国因金属腐蚀造成的损失占国民生我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值产总值(GNP)(GNP)的的4%4%，钢铁因腐蚀而报废，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的的数量约占钢铁当年产量的25%-30%25%

3、-30%。金属腐蚀还可能造成环境污染。金属腐蚀还可能造成环境污染。定义：是指金属或合金与周围定义：是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。应而腐蚀损耗的过程。实质实质：是金属原子失去电子被：是金属原子失去电子被氧化为离子的过程，即金属发生氧化为离子的过程，即金属发生了氧化反应了氧化反应 1 1、金属的腐蚀、金属的腐蚀 由于与金属接触的介质不由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的化学原理同，发生腐蚀的化学原理也不同，一般可分为也不同，一般可分为化学化学腐蚀腐蚀和和电化学腐蚀电化学腐蚀。2 2、化学腐蚀、化学腐蚀定义：定义：金属跟接触到的物质（

4、如金属跟接触到的物质（如 O2、Cl2、SO2等）等）直接发生化学反应直接发生化学反应而而引起的腐蚀叫做引起的腐蚀叫做化学腐蚀化学腐蚀。特点：只有电子得失，但不形成电流。特点：只有电子得失，但不形成电流。举例举例 2Fe+3Cl2 2FeCl3 点燃点燃 一般情况下，温度的升高会一般情况下，温度的升高会加快化学反应速率。因此，温度加快化学反应速率。因此，温度对化学腐蚀的影响较明显。对化学腐蚀的影响较明显。家用燃气灶家用燃气灶放在南极已差不多放在南极已差不多9090年食品罐头年食品罐头3 3、电化学腐蚀、电化学腐蚀定义：不纯的金属（或合金）定义：不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会跟电解质

5、溶液接触时，会发生发生原电池反应原电池反应，相对活泼的金属，相对活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做叫做电化学腐蚀电化学腐蚀。特点：伴有微弱的电流产生。特点：伴有微弱的电流产生。举例：钢铁的举例：钢铁的吸氧吸氧腐蚀，腐蚀，析氢析氢腐腐 蚀蚀科学探究科学探究 现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、NaCl溶液、溶液、CH3COOH溶液和煮沸后迅速溶液和煮沸后迅速冷却的蒸馏水，你也可以选用其他物品，设冷却的蒸馏水，你也可以选用其他物品，设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率快。什么

6、条件下锈蚀速率快。不同条件下铁钉的腐蚀不同条件下铁钉的腐蚀实实验验方方案案CH3COOH溶液溶液煮沸后迅速煮沸后迅速冷却的蒸馏冷却的蒸馏水水NaCl溶液溶液 煮沸后迅速煮沸后迅速冷却的蒸馏冷却的蒸馏水水植物油植物油记记录录结结论论有气泡产有气泡产生，反应生，反应速率快速率快相当长时相当长时间铁钉未间铁钉未被腐蚀被腐蚀铁钉被腐铁钉被腐蚀最快蚀最快由于无由于无O2，较长时间较长时间铁钉未被铁钉未被腐蚀腐蚀铁钉渐铁钉渐渐生锈渐生锈铁钉被铁钉被腐蚀腐蚀无现象无现象由于无由于无O2，铁，铁钉未被钉未被腐蚀腐蚀无现象无现象由于无由于无O2、H2O铁钉铁钉不能被腐不能被腐蚀蚀植植物物油油钢铁的电化学腐蚀钢铁

7、的电化学腐蚀CFe2e-O2 OH-Fe2 钢铁钢铁水膜形成电水膜形成电解质溶液解质溶液（吸氧腐蚀）（吸氧腐蚀）a.吸氧腐蚀吸氧腐蚀负极负极2Fe 4e-=2Fe2+正极：正极：2H2O+O2+4e-=4 OH-总反应式：总反应式：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2CFeNaClAO2钢铁在干燥的空气里长时间不易被钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐但在潮湿的空气里却很快被腐蚀蚀,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,钢铁表面吸附了一层薄薄钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水能电离出少量的的水膜。水能电离出少量的H+和和OH-,同时由同时由

8、于空气中于空气中CO2的溶解的溶解,使水里的使水里的H+增多：增多：H2O+CO2 H2CO3 H+HCO3 -这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。电池。在潮湿的空气里在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水能电离出少量的的水膜。水能电离出少量的H+和和OH-,同时由同时由于空气中于空气中CO2的溶解的溶解,使水里的使水里的H+增多：增多：H2O+CO2 H2CO3 H+HCO3 -这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜这样在钢铁表

9、面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。电池。钢铁的电化学腐蚀钢铁的电化学腐蚀（析氢腐蚀）（析氢腐蚀）CFe2e-Fe2+H+H2水膜形成电水膜形成电解质溶液解质溶液b.析氢腐蚀（溶液酸性较强）析氢腐蚀（溶液酸性较强）负极：负极：正极：正极：Fe+2H+=Fe2+H2Fe 2e =Fe2+2H+2e =H2电池总反应电池总反应:CFeH+注意：注意：两种腐蚀一般同时进行，吸氧腐蚀为主两种腐蚀一般同时进行，吸氧腐蚀为主2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe2+2OH-

10、=Fe(OH)24、铁锈铁锈的形成的形成铁锈的成分铁锈的成分 Fe2O3xH2OFe(OH)3yH2OFe2O3xH2O简写：简写：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 关系关系金属与氧化金属与氧化剂直接接触剂直接接触不纯金属与电不纯金属与电解质溶液接触解质溶液接触无电流无电流有微弱电流有微弱电流金属被氧化金属被氧化较活泼金属被较活泼金属被氧化氧化都是金属被氧化（两种腐蚀同时发都是金属被氧化（两种腐蚀同时发 生生,但以电化学腐蚀为主，且快）但以电化学腐蚀为主，且快）烧过菜的铁锅如果未及时洗烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含净（残液中含 NaCl），第二天），第

11、二天便出现红棕色锈斑（主要成分为便出现红棕色锈斑（主要成分为Fe 2 O 3nH2O）。请问这种腐蚀是）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么为什么?解析：属于电化学腐蚀。解析：属于电化学腐蚀。因为铁锅是由生铁做成的因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生铁锅生锈是因为锈是因为Fe-NaCl-C形成原电池。铁形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。而被腐蚀。思考与交流思考与交流 讨论自行车的不同构件如链条、钢圈、讨论自行车的不同构件如链条、钢圈、支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施？支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施？给链条涂上

12、机油给链条涂上机油,将将钢圈表面镀上一层钢圈表面镀上一层铬铬,给支架烤上一层给支架烤上一层漆漆,将齿轮镀上一层将齿轮镀上一层铬并涂上机油。铬并涂上机油。影响金属腐蚀的因素：影响金属腐蚀的因素：1、金属的本性金属的本性：金属越活泼，就越容易：金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。失去电子而被腐蚀。如果金属中能导电的如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼，则容易形成原电池杂质不如该金属活泼，则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。而使金属发生电化学腐蚀。2、介质介质：遇潮湿空气、腐蚀性气体、电：遇潮湿空气、腐蚀性气体、电解质溶液，容易被腐蚀。解质溶液，容易被腐蚀。思考与交流思考与交流 请根据生活常识

13、以及下图总结金请根据生活常识以及下图总结金属防护常用的方法，并解释这些方法属防护常用的方法，并解释这些方法为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。健身器材刷油漆以防锈健身器材刷油漆以防锈衣架和电线的外面衣架和电线的外面包上一层塑料层包上一层塑料层某些工具的某些工具的“机械转动机械转动部位部位”选用油脂来防锈，选用油脂来防锈，为什么不能用油漆为什么不能用油漆自行车的钢圈和车铃自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的耐腐蚀又耐磨的Cr二、金属的防护方法二、金属的防护方法1 1、在金属表面覆盖保护层：油、油漆、塑、在金属表面覆盖保护层：油、油漆

14、、塑料、搪瓷、镀一层金属料、搪瓷、镀一层金属2 2、改变金属的内部组织结构：如制成合金、改变金属的内部组织结构：如制成合金3 3、在要保护的金属上连接一种比该金属、在要保护的金属上连接一种比该金属更易失去电子的金属更易失去电子的金属4 4、缓蚀剂法：如将金属表面进行钝化处理、缓蚀剂法：如将金属表面进行钝化处理 牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法 形成原电池反应时，让被保护金属做正形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。应受到腐蚀。你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？请举例说明。请

15、举例说明。制成不锈钢；或在金属表面镀一层比制成不锈钢；或在金属表面镀一层比要保护的金属更活泼的金属。要保护的金属更活泼的金属。用牺牲锌块的方法来保护用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换船身，锌块必须定期更换锌块锌块用牺牲镁块的方法来防止地用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换须定期更换镁镁外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法 将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴阴极极得到保护。此法主要用于防

16、止土壤、海水及水中金属得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。设备的腐蚀。规律规律在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：防腐措施由好到坏的顺序如下：防腐措施由好到坏的顺序如下：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件保护无防腐条件法有一般防腐条件保护无防腐条件规律规律烤蓝烤蓝涂机油涂机油烤漆烤漆涂凡士林涂凡士林镀锌镀锌镀铬镀铬你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施

17、吗你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?方法方法防腐效果防腐效果价格价格镀塑镀塑差差便宜便宜 涂油漆涂油漆 一般一般便宜便宜 镀锡镀锡 好好中等中等镀铬镀铬好好昂贵昂贵 镀锌镀锌很好很好中等中等使用不锈使用不锈钢钢很好很好昂贵昂贵金属常用防腐蚀方法的比较金属常用防腐蚀方法的比较1解释下列现象：解释下列现象：(1)马口铁马口铁(镀镀Sn铁皮铁皮)做的罐头，打开后做的罐头，打开后为什么极易生锈为什么极易生锈?(2)轮船船壳的水线以下部分，为什么轮船船壳的水线以下部分，为什么要装上一定数量要装上一定数量Zn块块?(3)烧过菜的铁锅未及时洗净烧过菜的铁锅未及时洗净(残液残液NaCl)，第二天

18、便出现红褐色锈斑。第二天便出现红褐色锈斑。Cc c2.下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是()A.纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸硫酸 B.纯锌和纯锌和18 mol/L 硫酸硫酸 C.粗锌和粗锌和1mol/L 硫酸硫酸 D.粗锌和粗锌和18mol/L 硫酸硫酸3.下列叙述中可说明金属甲比乙活泼性强的是下列叙述中可说明金属甲比乙活泼性强的是()A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有解，甲上有H2气放出气放出；B.在氧化在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多还原反应中，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将甲乙

19、作电极组成原电池时甲是负极 D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强 答案答案1、如图所示，各容器中盛有海水，铁在、如图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（）A、B、C、FeFeFeSnZnA2、下列事实不能用电化学理论解释的是、下列事实不能用电化学理论解释的是 （）A、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的 锌块锌块B、铝片不用特殊方法保护、铝片不用特殊方法保护C、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的 CuSO4溶液后速率加快溶液后速率加快D、镀锌铁（在铁

20、上镀一层锌）比镀锡耐用、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用B 3、有、有a、b、c、d四种金属。将四种金属。将a与与b连接起来，连接起来，浸入电解质溶液中，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀。将不易腐蚀。将a、d分别分别投入等浓度的盐酸中，投入等浓度的盐酸中，d比比a反应强烈。将铜反应强烈。将铜浸入浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入入c的盐溶液里，有金属的盐溶液里，有金属c析出。据此判断它们析出。据此判断它们的活动性顺序由强到弱的为：的活动性顺序由强到弱的为：()Aa c d b B d a b c C d b a c Db a d cB中性或碱中性或碱 吸

21、氧吸氧2Fe4e-2Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸酸析氢析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 练练 习习4、如图、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：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，性，发生发生 腐蚀腐蚀,电极反应式为：负电极反应式为：负极：极：，正极：，正极：；（2）若液面下降，则溶液呈）若液面下降，则溶液呈 性，发性，发生生 腐蚀，电极反应式为：负腐蚀，电极反应式为：负极：极：，极：，极：。4、下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序的顺序_(5)(2)(1)(3)(4)5、下列

22、装置中四块相同的下列装置中四块相同的Zn片，放置一片，放置一段时间后腐蚀速率由段时间后腐蚀速率由慢慢到到快快的顺序是的顺序是_(4)(2)(1)(3)6、分析右图，按要求写出有关反应方分析右图，按要求写出有关反应方程式：程式：（1）铁棒上的电极反应式为：）铁棒上的电极反应式为：_（2）碳棒上的电极反应式为：）碳棒上的电极反应式为：_（3）溶液中发生反应的化学方程式：）溶液中发生反应的化学方程式：_2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-4OH-2Fe4e-2Fe2+7、盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋、盐酸与锌片反应时，

23、若加入可溶性醋酸铜晶体酸铜晶体(CH3COO)2Cu，将产生两种，将产生两种影响生成速率的因素影响生成速率的因素.其一是：其一是：_ _ _ _ _,_ _ _,其二是：其二是：_ _ _ _ _。H+与与CH3COO结合生成醋酸，结合生成醋酸，使使H+浓度减小，从而浓度减小，从而减慢减慢了反应速率了反应速率 Zn置换出置换出Cu形成了原电池，从而形成了原电池，从而加快加快了反应速率了反应速率小结：小结：本课时我们主要学习了金属本课时我们主要学习了金属 的的两种腐蚀方式：两种腐蚀方式：化化 学学腐蚀和腐蚀和 电化学电化学 腐蚀，以及金属的腐蚀，以及金属的防护方法防护方法。作业：作业：优化探究第四节优化探究第四节