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高中化学 第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护课件 新人教版选修4


金属的电化学腐蚀与防护 被腐蚀的金属 因金属腐蚀而使桥梁坍塌 资料 我国每年因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值(GNP) 的2% ~ 4%,钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当 年产量的25%-30%。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。 思考与归纳: 金属被腐蚀后有什么危害? (1)外形、色泽、机械性能发生变化; (2)影响机器、仪表设备精度和灵敏度,以至报废; (3)桥梁、建筑物强度降低而坍塌; (4)地下金属管道泄漏; (5)轮船船体损坏; (6)金属腐蚀还可能造成环境污染。 一、金属的电化学腐蚀 1、金属腐蚀 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。 实质:发生氧化还原反应 M - ne- = M n+ (1)化学腐蚀 2、类型 金属与接触到的干燥气体(如 O2,Cl2,SO2)或非电解质液体( 石油)等直接发生化学反应引 起的腐蚀叫做化学腐蚀。 不纯的金属与电解质溶液接触 (2)电化学腐蚀 时,会发生原电池反应,比较 活泼的金属失电子而被氧化的 (更普遍且危害大) 腐蚀叫做电化学腐蚀。 (1) 、化学腐蚀 ①.定义: 金属与接触到的干燥气体(如O2,Cl2,SO2)或非 电解质液体(石油)等直接发生化学反应引起的腐蚀叫 做化学腐蚀。 ②.原理: 金属跟氧化剂直接发生氧化还原反应。 ③.影响因素: ?金属越活泼,越易被腐蚀; ?金属所处的环境温度越高,腐蚀速率越快 ?氧化剂浓度越大,腐蚀速率越快。 (2)、电化学腐蚀 不纯的金属(或合金)跟电解质溶液接触时,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。 ①.不纯的金属(或合金) ②.发生原电池反应(自发的氧化还原反应) ③.负极金属失电子被氧化 科学探究 不同条件下铁钉的腐蚀 现有洁净无锈的铁钉,试管、植物油、 NaCl溶液、CH3COOH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。 实 验 方 案 CH3COOH 溶液 植 物 油 煮沸后迅 速冷却的 蒸馏水 NaCl溶液 铁钉渐 渐生锈 煮沸后迅 速冷却的 蒸馏水 无明显现 象 植物油 无明显现 象 记 有气泡产生,相当长时 录 反应速率快 间铁钉未 被腐蚀 结 铁钉被腐蚀 由于无O2, 铁钉被 较长时间铁 论 最快 腐蚀 钉未被腐蚀 由于无O2, 由于无O2、 铁钉未被 H2O铁钉不 腐蚀 能被腐蚀 钢铁在干燥的空气里长时间不易被 腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐 蚀,这是什么原因呢? 在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水膜 中溶解有来自大气中的CO2、SO2、H2S等气体 使水膜中含有 一定量的H + H2O + CO2 ? H2CO3 ? H + + HCO3 - H2O ? H + +OH- 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电池。 其中铁作负极,碳作正极 电解质溶液 钢铁的析氢腐蚀示意图 钢铁 钢铁的吸氧腐蚀示意图 负极(Fe): Fe - 2e- = Fe2+ 2H++2e— = H2 ↑ 正极(C):①水膜酸性较强 ②水膜酸性很弱或呈中性 2H2O+O2+4e— = 4OH— 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 条件 析氢腐蚀 水膜呈酸性 Fe-2e =Fe + _ 吸氧

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