金屬腐蝕的快慢速度.ppt

化學(xué)能與電能金屬腐蝕的快慢速度 內(nèi)容講解 一 電化學(xué)基本內(nèi)容1 定義 研究化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)換的裝置 過程和效率的科學(xué) 2 根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物與電流的關(guān)系 電化學(xué)反應(yīng)過程 及其裝置 可以分為兩類 產(chǎn)生電流的反應(yīng) 借助電流發(fā)生的反應(yīng) 化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能 電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能 化學(xué) 電 陰極 陽極 負(fù) 正 負(fù) 正 陽 陰 陰極上有電子 陽極上缺電子 陰 陽 陰 陽 流入 失去 氧化 流出 得到 還原 兩電極插入電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì) 形成閉合回路 有外加直流電源 有兩個電極 一 電極的分類 1 按照電源 2 按照活潑性 陽極 陰極 惰性電極 C Pt Au 活性電極 Ag及Ag之前的金屬 陽極 離子 陰極 離子 二 放電順序 活性電極 S2 I Br Cl OH 含氧酸根 F Ag Fe3 Cu2 H Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 H 活潑金屬陽離子 陽 陰 正常濃度時 H 正常濃度小 Fe2 Zn2 濃度濃度一直保持很大時 2H Cl Cl2 H2 Cu2 2Cl Cu Cl2 三 電解的類型及電極反應(yīng)式的書寫 寫出下列裝置的電極反應(yīng)式 總反應(yīng)式pH變化 復(fù)原方法 惰性電極 2Cl 2e Cl2 2H 2e H2 2HCl Cl2 H2 電解 濃度 pH 復(fù)原 減小 增大 HCl氣體 陽極 陰極 總反應(yīng) 電解 2Cl 2e Cl2 Cu2 2e Cu CuCl2 Cu Cl2 電解 陽極 陰極 總反應(yīng) 電解 濃度 pH 減小 增大 復(fù)原 CuCl2固體 電解自身型 2NaCl 2H2O 2NaOH Cl2 H2 2Cl 2H2O Cl2 H2 2OH 陽極 陰極 總反應(yīng) 2Cl 2e Cl2 2H 2e H2 電解 電解 濃度 pH 減小 增大 復(fù)原 HCl氣體 放氫生堿型 NaCl溶液換成MgCl2溶液呢 陽極 陰極 總反應(yīng) MgCl2 2H2O Mg OH 2 Cl2 H2 Mg2 2Cl 2H2O Cl2 H2 Mg OH 2 2Cl 2e Cl2 2H 2e H2 電解 電解 4AgNO3 2H2O 4Ag O2 4HNO3 4Ag 2H2O 4Ag O2 4H 陽極 陰極 總反應(yīng) 陽極 陰極 總反應(yīng) 4OH 4e 2H2O O2 2Cu2 4e 2Cu 2CuSO4 2H2O 2Cu O2 2H2SO4 2Cu2 2H2O 2Cu O2 4H 電解 電解 電解 電解 4OH 4e 2H2O O2 4Ag 4e 4Ag 濃度 pH 減小 減小 復(fù)原 CuO固體 放氧生酸型 濃度 pH 減小 減小 復(fù)原 Ag2O固體 4OH 4e 2H2O O2 4H 4e 2H2 2H2O O2 2H2 電解 陽極 陰極 總反應(yīng) 濃度 pH 增大 不變 復(fù)原 H2O 4OH 4e 2H2O O2 4H 4e 2H2 2H2O O2 2H2 電解 陽極 陰極 總反應(yīng) 濃度 pH 增大 減小 復(fù)原 H2O 4OH 4e 2H2O O2 4H 4e 2H2 2H2O O2 2H2 電解 陽極 陰極 總反應(yīng) 濃度 pH 增大 增大 復(fù)原 H2O 電解水型 將以上裝置中的惰性電極換為Cu電極 如何快速改寫 所有裝置的陽極反應(yīng)進改為 Cu 2e Cu2 陰極反應(yīng)不變 總反應(yīng)做相應(yīng)的變化 2 Cu 2H H2 Cu2 電解 7 Cu 2H H2 Cu2 電解 3 Cu 2H2O H2 Cu OH 2 電解 1 無 4 無 5 Cu 2Ag Cu2 2Ag 電解 6 Cu 2H2O H2 Cu OH 2 電解 8 Cu 2H2O H2 Cu OH 2 電解 書寫步驟及注意事項 1 看清電極材料 2 找出溶液中的陽離子和陰離子 3 根據(jù)放電順序及電極材料確定放電微粒 4 電極反應(yīng)式一定為離子方程式 不考慮放電微粒來源以及后續(xù)反應(yīng) 5 總反應(yīng)式 考慮放電微粒的來源 滿足離子方程式的書寫規(guī)則 6 兩極相加不一定為總反應(yīng) 7 總反應(yīng)寫條件 電解 OH Na 陰極陽極 電解飽和食鹽水 只允許陽離子通過 陽離子交換膜 H2O 少量NaOH 飽和NaCl NaOH溶液 淡鹽水 H2 Cl2 2Cl 2e Cl2 2H 2e H2 H 從何來 1 電解飽和食鹽水 陰極材料 電極反應(yīng) 陽極材料 電極反應(yīng) 總反應(yīng) 設(shè)備 2H 2e H2 2Cl 2e Cl2 2NaCl 2H2O 2NaOH Cl2 H2 電解 陽離子交換膜電解槽 避免Cl2和NaOH反應(yīng) 只允許陽離子自由通過 Ti Fe 而阻止陰離子和氣體通過 四 電解原理應(yīng)用 氯堿工業(yè) 陽極放電 產(chǎn)生 開始時陰極區(qū)需要加入 電解過程 陰極放電 產(chǎn)生 使?jié)舛仍龃?即陰極區(qū)產(chǎn)生 H Cl OH H2 Cl2 NaOH H2 開始時陰極區(qū)需要加入 H2O 少量NaOH 增強導(dǎo)電性 NaCl溶液 NaCl精煉 電解過程中Na 定向移向 陰極 加入NaOH溶液 加入BaCl2溶液 加入Na2CO3溶液 過濾 加入鹽酸 用的原理在金屬表面鍍上一層金屬或合金的過程 實質(zhì)是 鍍層金屬作極 鍍件作極 電鍍液 Fe上鍍Cu原理 作陰極 作陽極 電鍍液的濃度在電鍍過程中 2 電鍍 電解 稱為鍍件 稱為鍍層 陰 陽 含有鍍層金屬離子的溶液 Fe Cu Cu2 2e Cu Cu 2e Cu2 不變 注意 離子濃度會影響放電順序 當(dāng)Fe2 Zn2 濃度一直保持很大時 將優(yōu)先于H 放電 從而實現(xiàn)鍍鐵 鍍鋅 鍍層金屬在陽極溶解然后在鍍件上析出 實質(zhì)是用原理 使粗金屬先再的過程 精煉銅的原理 粗銅作極 精銅作極 電解液含有 比銅活動性強的雜質(zhì)形成 比銅活動性弱的雜質(zhì)形成 3 精煉 電解 溶解 在純金屬上析出 陰 陽 Cu2 2e Cu Cu 2e Cu2 Cu2 陽極泥 金屬陽離子進入溶液 電解液的濃度在電解過程中 減小 Fe Zn等活潑金屬溶解時 析出Cu 使Cu2 濃度減小 2NaCl 2Na Cl2 4 活潑金屬的冶煉 1 制鈉 陽極 陰極 總反應(yīng) 2Na 2e 2Na 2Cl 2e Cl2 MgCl2 Mg Cl2 2 制鎂 注意 不用MgO MgO熔點太高 陽極 陰極 Mg2 2e Mg 2Cl 2e Cl2 熔融 熔融 電解 電解 2Al2O3 4Al 3O2 3 制鋁 總反應(yīng) 陽極 陰極 4Al3 12e 4Al 6O2 12e 3O2 熔融 電解 注意 不用AlCl3 熔融AlCl3不導(dǎo)電 KCaNaMgAlZnFeSnPb H CuHgAg 電解法 還原法 熱分解法 不同金屬冶煉方法的選擇 KCaNaMgAlZnFeSnPb H CuHgAg 簡單 實用 節(jié)省的原則 同一種金屬可能有不同的冶煉方法 M ne Mn 六 金屬的腐蝕 一 金屬腐蝕 1 定義 是指金屬或合金跟發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程 接觸到的氣體或液體 2 本質(zhì) 反應(yīng) 氧化 3 類型 直接反應(yīng) 腐蝕 原電池反應(yīng) 腐蝕 化學(xué) 電化學(xué) 金屬與接觸到的 如 等 直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕 二 化學(xué)腐蝕 干燥的氧化劑 O2 Cl2 SO2 1 定義 不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時 會發(fā)生反應(yīng) 的金屬失去電子而被 如在潮濕的空氣中生銹 2 類型 三 電化學(xué)腐蝕 原電池 氧化 較活潑 生鐵 較強酸性 中性 堿性 弱酸性 2H 2e H2 O2 4e 2H2O 4OH Fe 2e Fe2 Fe 2e Fe2 Fe 2H Fe2 H2 2Fe 2H2O O2 2Fe OH 2 4Fe OH 2 2H2O O2 4Fe OH 3 Fe2O3 nH2O 鐵銹 3 化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較 電解質(zhì)溶液 氧化劑 無 弱電流 較活潑的金屬被氧化 金屬被氧化 同時 電化學(xué) 使它隔離 等物質(zhì) 四 金屬的防護 1 改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 制成合金 不銹鋼 2 在金屬表面覆蓋保護層 空氣 水 噴油漆 涂油脂 電鍍 表面鈍化 搪瓷等 3 金屬的電化學(xué)防護 1 犧牲陽極的陰極保護法 被保護的金屬做正極 活潑金屬保護不活潑金屬 2 外加