選修4-《金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)》課件匯編

1、 金屬的腐蝕在生活中非常普遍金屬的腐蝕在生活中非常普遍 FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O 鋼鐵鋼鐵 生銹生銹 銅綠：銅綠： CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3 銅器生銹銅器生銹 中國航天工業(yè)總公司第三十一研究所近日公布了一組數(shù)據(jù)：中國航天工業(yè)總公司第三十一研究所近日公布了一組數(shù)據(jù)： 全球全球每一分鐘就有每一分鐘就有1 1噸鋼腐蝕噸鋼腐蝕成鐵銹成鐵銹. . 全球每年鋼鐵腐蝕的經(jīng)濟(jì)損失約全球每年鋼鐵腐蝕的經(jīng)濟(jì)損失約1000010000億美元億美元，占，占 各國國民生產(chǎn)總值的各國國民生產(chǎn)總值的2%2%4%4%，在美國，每年因鋼，在美國，每年因鋼 鐵腐蝕造成的損失就占國內(nèi)

2、生產(chǎn)總值的鐵腐蝕造成的損失就占國內(nèi)生產(chǎn)總值的3%3%，大約，大約 三分之一的化學(xué)設(shè)備因局部腐蝕而停工。我國鋼三分之一的化學(xué)設(shè)備因局部腐蝕而停工。我國鋼 鐵腐蝕經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)鐵腐蝕經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)28002800億人民幣億人民幣，約占國民生，約占國民生 產(chǎn)總值產(chǎn)總值(GNP)(GNP)的的4%4%，每年約有，每年約有30%30%的鋼鐵因腐蝕而的鋼鐵因腐蝕而 報廢。腐蝕給人類造成的損失是驚人的。報廢。腐蝕給人類造成的損失是驚人的。 一、金屬的腐蝕一、金屬的腐蝕 1.1.什么是金屬腐蝕？什么是金屬腐蝕？ 指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行 化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的

3、過程?；瘜W(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。 2.2.金屬腐蝕的本質(zhì)是什么金屬腐蝕的本質(zhì)是什么? ? 金屬單質(zhì)失去電子變成陽離子的過程金屬單質(zhì)失去電子變成陽離子的過程 （發(fā)生氧化反應(yīng)）。（發(fā)生氧化反應(yīng)）。 M - ne- = Mn+ 鋼鐵在干燥的空氣里長時間鋼鐵在干燥的空氣里長時間 不易被腐蝕不易被腐蝕, ,但在潮濕的空氣里但在潮濕的空氣里 卻很快被腐蝕卻很快被腐蝕, ,這是什么原因呢這是什么原因呢? ? 在潮濕的空氣里在潮濕的空氣里, ,鋼鐵表面吸附了一鋼鐵表面吸附了一 層薄薄的水膜。水中溶有層薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2 等氣體，這樣在等氣體，這樣在鋼鐵表面形成了一層電鋼鐵表面形成了一層電

4、 解質(zhì)溶液的薄膜解質(zhì)溶液的薄膜, ,它跟鋼鐵里的鐵和少量它跟鋼鐵里的鐵和少量 的碳構(gòu)成無數(shù)微小的的碳構(gòu)成無數(shù)微小的原電池原電池。 3.3.金屬腐蝕的類型金屬腐蝕的類型 金屬跟接觸到的干燥氣體（如金屬跟接觸到的干燥氣體（如SOSO2 2、ClCl2 2、O O2 2等）等） 或非電解質(zhì)溶液（石油）等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起或非電解質(zhì)溶液（石油）等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起 的腐蝕。的腐蝕。 不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時，發(fā)生原電池不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時，發(fā)生原電池 反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化的腐蝕。反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化的腐蝕。 (1)(1)化學(xué)腐蝕：化學(xué)腐蝕： 根據(jù)與金

5、屬接觸的介質(zhì)不同根據(jù)與金屬接觸的介質(zhì)不同 (2)(2)電化學(xué)腐蝕：電化學(xué)腐蝕： 化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕同時發(fā)生，化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕同時發(fā)生， 但但電化學(xué)腐蝕更普遍電化學(xué)腐蝕更普遍 較活潑的金屬被氧化較活潑的金屬被氧化 金屬被氧化金屬被氧化 有電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生不產(chǎn)生電流不產(chǎn)生電流 不純金屬或合金跟不純金屬或合金跟 電解質(zhì)溶液接觸電解質(zhì)溶液接觸 金屬跟接觸的金屬跟接觸的 物質(zhì)反應(yīng)物質(zhì)反應(yīng) 1. 以下現(xiàn)象與電化腐蝕無關(guān)的是以下現(xiàn)象與電化腐蝕無關(guān)的是( ) A. 黃銅黃銅(銅鋅合金銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅銹制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅銹 B. 生鐵比軟鐵芯生鐵比軟鐵芯(幾乎是純鐵幾乎是純鐵)容易生銹容

6、易生銹 C. 鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生銹鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生銹 D. 銀質(zhì)獎牌久置后表面變暗銀質(zhì)獎牌久置后表面變暗 D 鞏固練習(xí)：鞏固練習(xí)： 鋼鐵腐蝕鋼鐵腐蝕 析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕 條件條件 電電 極極 反反 應(yīng)應(yīng) 負(fù)極負(fù)極 Fe(-)Fe(-) 正極正極 C(+)C(+) 總反應(yīng)總反應(yīng) 其他其他 反應(yīng)反應(yīng) 聯(lián)系聯(lián)系 水膜呈水膜呈強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性 水膜呈水膜呈中性中性或或弱酸性弱酸性 Fe-2e-=Fe2+ 2Fe-4e-=2Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH- 2H+2e-=H2 2H+Fe=Fe2+H2 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 4Fe

7、(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 金屬的腐蝕以電化腐蝕為主，金屬的腐蝕以電化腐蝕為主， 電化腐蝕又以吸氧腐蝕為主電化腐蝕又以吸氧腐蝕為主 Fe(OH)3 Fe2O3 xH2O 脫水脫水 1.如圖所示，甲、乙兩試管中各放一枚鐵釘，如圖所示，甲、乙兩試管中各放一枚鐵釘， 甲試管中為甲試管中為NaCl溶液，乙試管為溶液，乙試管為NH4Cl溶液溶液 (溶液呈弱酸性溶液呈弱酸性).數(shù)天后觀察到的現(xiàn)象是：數(shù)天后觀察到的現(xiàn)象是： ， 甲中正極反應(yīng)為甲中正極反應(yīng)為_. 乙中正極反應(yīng)為乙中正極反應(yīng)為 . 試管中殘留氣體平均相對分子質(zhì)量試管中殘留氣體平均相對分子質(zhì)量 的變化為甲的變化為甲 ，乙，乙 .

8、 O2+2H2O+4e-4OH- 2H+2e = H2 減少減少減少減少 Fe被腐蝕被腐蝕,U型管中甲端的液面高于乙端的液面型管中甲端的液面高于乙端的液面 鞏固練習(xí)：鞏固練習(xí)： 甲甲 乙乙 2.在含有在含有H2S氣體的空氣中，銀器表面易氣體的空氣中，銀器表面易 變黑（生成了變黑（生成了Ag2S），原因是銀發(fā)生了），原因是銀發(fā)生了 _（填（填“析氫析氫”或或“吸氧吸氧”）腐蝕，）腐蝕， 其電極反應(yīng)式為：其電極反應(yīng)式為： 正極正極 ， 負(fù)極負(fù)極 ， 最終在銀器表面生成最終在銀器表面生成Ag2S的離子方程式的離子方程式 是：是： 。 吸氧吸氧 O2+2H2O+4e- = 4OH- Ag-e- = A

9、g+ 2Ag+H2S=Ag2S+2H+ 三、金屬的防護(hù)三、金屬的防護(hù) (1)在金屬表面覆蓋保護(hù)層在金屬表面覆蓋保護(hù)層噴漆、涂噴漆、涂 油脂、電鍍、表面鈍化等油脂、電鍍、表面鈍化等 (2)改善金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)改善金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)(內(nèi)因內(nèi)因) 制成合金（不銹鋼）制成合金（不銹鋼） (3)電化學(xué)保護(hù)法電化學(xué)保護(hù)法犧牲陽極的陰極保犧牲陽極的陰極保 護(hù)法、外加直流電源的陰極保護(hù)法護(hù)法、外加直流電源的陰極保護(hù)法 思考思考鑒于金屬發(fā)生腐蝕的原因，我們可以從鑒于金屬發(fā)生腐蝕的原因，我們可以從 哪些方面設(shè)想解決問題的思路哪些方面設(shè)想解決問題的思路 ？ 思路一：直接隔離思路一：直接隔離 選用適當(dāng)?shù)牟牧鲜菇饘倥c

10、空氣或其他腐蝕性試劑選用適當(dāng)?shù)牟牧鲜菇饘倥c空氣或其他腐蝕性試劑 隔離開，以阻止金屬的腐蝕。隔離開，以阻止金屬的腐蝕。 1 1、給金屬穿上、給金屬穿上“保護(hù)膜保護(hù)膜” 例如：例如：噴涂漆；涂油脂；表面鈍化；噴涂漆；涂油脂；表面鈍化； 電鍍電鍍( (在鋼鐵表面形成鉻等耐腐蝕性較強(qiáng)的金屬鍍層在鋼鐵表面形成鉻等耐腐蝕性較強(qiáng)的金屬鍍層) )等。等。 二、金屬的防護(hù)二、金屬的防護(hù) 健身器材刷油漆以防銹健身器材刷油漆以防銹 衣架和電線的外面包上衣架和電線的外面包上 一層塑料層一層塑料層 某些工具的某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動部位機(jī)械轉(zhuǎn)動部位” 選用油脂來防銹選用油脂來防銹 思路二：改變本質(zhì)思路二：改變本質(zhì) 2 2、

11、加入其他金屬改變其組成、加入其他金屬改變其組成( (合金合金) ) 二、金屬的防護(hù)二、金屬的防護(hù) 思路三：因勢利導(dǎo)思路三：因勢利導(dǎo) 3、電化學(xué)防護(hù)法、電化學(xué)防護(hù)法重點(diǎn)掌握重點(diǎn)掌握 犧牲陽極的陰極保護(hù)法犧牲陽極的陰極保護(hù)法 外加直流電源的陰極保護(hù)法外加直流電源的陰極保護(hù)法 二、金屬的防護(hù)二、金屬的防護(hù) 犧牲陽極的陰極保護(hù)法：犧牲陽極的陰極保護(hù)法： 形成形成原電池原電池反應(yīng)時，讓反應(yīng)時，讓被保護(hù)金屬做正極（陰極）被保護(hù)金屬做正極（陰極）， 不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。 用犧牲鎂塊的方法來用犧牲鎂塊的方法來 防止地下鋼鐵管道的防止地下鋼

12、鐵管道的 腐蝕，鎂塊必須定期腐蝕，鎂塊必須定期 更換更換 用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)用犧牲鋅塊的方法來保護(hù) 船身，鋅塊必須定期更換船身，鋅塊必須定期更換 鋅塊鋅塊 外加電流的陰極保護(hù)法：外加電流的陰極保護(hù)法： 將被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備將被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備（如鋼閘門）（如鋼閘門）做陰極做陰極，用惰性電，用惰性電 極做輔助陽極，在外加直流電作用下，電子被迫流向被保護(hù)極做輔助陽極，在外加直流電作用下，電子被迫流向被保護(hù) 的鋼鐵設(shè)備，使鋼鐵表面的腐蝕電流降至零或接近等于零。的鋼鐵設(shè)備，使鋼鐵表面的腐蝕電流降至零或接近等于零。 方法方法防腐效果防腐效果價格價格 鍍塑鍍塑差差便宜便宜 涂油漆涂油漆 一般一般便宜便宜

13、鍍錫鍍錫 好好中等中等 鍍鉻鍍鉻好好昂貴昂貴 鍍鋅鍍鋅很好很好中等中等 使用不銹鋼使用不銹鋼很好很好昂貴昂貴 鐵器烤藍(lán)鐵器烤藍(lán) 好好中等中等 金屬常用防腐蝕方法的比較金屬常用防腐蝕方法的比較 1.下列敘述正確的是下列敘述正確的是（ ） A.原電池中陽離子向負(fù)極移動原電池中陽離子向負(fù)極移動 B.原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng) C.馬口鐵（鍍錫）的表面一旦破損，馬口鐵（鍍錫）的表面一旦破損， 鐵腐蝕加快鐵腐蝕加快 D.白鐵（鍍鋅）的表面一旦破損，白鐵（鍍鋅）的表面一旦破損， 鐵腐蝕加快鐵腐蝕加快 2.自來水管與下列材料做成的水龍頭連接，自來水管與下列材料做成的水龍頭連接， 銹蝕最

14、快的鐵水管連接的是銹蝕最快的鐵水管連接的是 （ ） A、銅水龍頭、銅水龍頭 B、鐵水龍頭、鐵水龍頭 C、塑料水龍頭、塑料水龍頭 D、陶瓷水龍頭、陶瓷水龍頭 B C A 鞏固練習(xí)：鞏固練習(xí)： 5.金屬腐蝕快慢的判斷：金屬腐蝕快慢的判斷： (1)與構(gòu)成微電池兩極的材料有關(guān)。兩極材料的與構(gòu)成微電池兩極的材料有關(guān)。兩極材料的 活動性差別越大，氧化還原反應(yīng)的速率越活動性差別越大，氧化還原反應(yīng)的速率越 ， 活潑金屬被腐蝕的速度越活潑金屬被腐蝕的速度越 。 (2) 電解原理引起的腐蝕電解原理引起的腐蝕 原電池原理引起的原電池原理引起的 腐蝕腐蝕 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕 有防腐措施的腐蝕。有防腐措施的腐蝕。 快快

15、快快 反饋練習(xí)反饋練習(xí) 1.下列情況下，海水中鐵腐蝕最快的下列情況下，海水中鐵腐蝕最快的 是是( )B 2.下列各情況，在其中下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到片腐蝕由快到 慢的順序慢的順序_ ( 5 ) ( 2 ) ( 1 ) ( 3 ) ( 4 ) 1.1.下列敘述正確的是（下列敘述正確的是（ ） A A、構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須、構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須 是兩種金屬是兩種金屬 B B、由、由CuCu、ZnZn作電極與作電極與CuSOCuSO4 4溶液組成的溶液組成的 原電池中原電池中CuCu是負(fù)極。是負(fù)極。 C C、馬口鐵（鍍錫鐵）破損時與電解質(zhì)、馬口鐵（鍍錫鐵）破損時與電解

16、質(zhì) 溶液接觸，錫先被腐蝕。溶液接觸，錫先被腐蝕。 D D、銅鋅原電池工作時，若有、銅鋅原電池工作時，若有13g13g鋅被鋅被 溶解，電路中就有溶解，電路中就有0.4mol0.4mol電子通過電子通過 D 拓展練習(xí)：拓展練習(xí)： 2.2.下列說法正確的是下列說法正確的是 ( )( ) A A鋼鐵因含雜質(zhì)而容易發(fā)生電化腐蝕，所以鋼鐵因含雜質(zhì)而容易發(fā)生電化腐蝕，所以 合金都不耐腐蝕合金都不耐腐蝕 B B原電池反應(yīng)是導(dǎo)致金屬腐蝕的主要原因，原電池反應(yīng)是導(dǎo)致金屬腐蝕的主要原因， 故不能用來減緩金屬的腐蝕故不能用來減緩金屬的腐蝕 C C鋼鐵電化腐蝕的兩種類型主要區(qū)別在于鋼鐵電化腐蝕的兩種類型主要區(qū)別在于 水

17、膜的水膜的pHpH不同，引起的正極反應(yīng)不同不同，引起的正極反應(yīng)不同 D D無論哪種類型的腐蝕，其實(shí)質(zhì)都是金屬無論哪種類型的腐蝕，其實(shí)質(zhì)都是金屬 被氧化被氧化 C D 3. 3. 銅制品上的鋁質(zhì)鉚釘，在潮濕空氣中易銅制品上的鋁質(zhì)鉚釘，在潮濕空氣中易 腐蝕的原因可描述為腐蝕的原因可描述為 ( )( ) A. A. 形成原電池鋁作負(fù)極形成原電池鋁作負(fù)極 B. B. 形成原電池時銅作負(fù)極形成原電池時銅作負(fù)極 C. C. 形成原電池時，電流由鋁經(jīng)導(dǎo)線流向銅形成原電池時，電流由鋁經(jīng)導(dǎo)線流向銅 D. D. 鋁質(zhì)鉚釘發(fā)生了化學(xué)腐蝕鋁質(zhì)鉚釘發(fā)生了化學(xué)腐蝕 4.4.為保護(hù)地下鋼管不被腐蝕，可采用的方法是為保護(hù)地下

18、鋼管不被腐蝕，可采用的方法是 A. A.與直流電源負(fù)極相連接與直流電源負(fù)極相連接 B. B.與直流電源的正極相連接與直流電源的正極相連接 C. C.與銅板相連接與銅板相連接 D.D.與鋅板相連接與鋅板相連接 A A D 6.6.下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論解釋的是下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論解釋的是 A. A. 輪船水線以下的船殼上鑲嵌有一定量的鋅塊輪船水線以下的船殼上鑲嵌有一定量的鋅塊 B B鍍鋅的鐵制品比鍍錫的鐵制品耐用鍍鋅的鐵制品比鍍錫的鐵制品耐用 C. C. 鋁片不用特殊方法保存鋁片不用特殊方法保存 D D常溫下鋁跟稀硫酸快速反應(yīng)，跟濃硫酸幾常溫下鋁跟稀硫酸快速反應(yīng)，跟濃硫酸幾 乎不反應(yīng)乎不反應(yīng) 7.7.下列敘述中不正確的是（下列敘述中不正確的是（