高三化學(xué)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

第四章電化學(xué)根底第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)創(chuàng)設(shè)情景金屬腐蝕我國(guó)作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國(guó)家〔2005年全國(guó)生產(chǎn)鋼材37117.02萬(wàn)噸〕，每年被腐蝕的鐵占到我國(guó)鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因?yàn)榻饘俑g而造成的損失占到國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的2%~4%；約合人民幣：3000億元〔2005年我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值將達(dá)15萬(wàn)億元〕。根據(jù)各國(guó)調(diào)查結(jié)果，一般說(shuō)來(lái)，金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失大致為該國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值的4%左右。另?yè)?jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)，金屬腐蝕的年損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震〔平均值〕損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。看后：你有何感想？金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴(yán)重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無(wú)法估量。腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也經(jīng)常對(duì)平安構(gòu)成威脅。國(guó)內(nèi)外都曾發(fā)生過(guò)許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機(jī)因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲(chǔ)酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染；管道和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會(huì)危及工作人員和附近居民的生命平安。面對(duì)這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實(shí)，大家有沒(méi)有想過(guò)，鐵怎么會(huì)被腐蝕？怎樣防腐？問(wèn)題討論鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，它們?cè)谑裁礂l件下易生銹？試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明你的結(jié)論?；顒?dòng)探究鋼鐵及其制品等生銹的條件實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

。問(wèn)題討論鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，假設(shè)在潮濕的環(huán)境里或濕度較大的環(huán)境里長(zhǎng)期放置，常易生銹變紅，原因是什么？活動(dòng)與探究P91向鐵粉中參加少量的炭粉，混合均勻后，撒入內(nèi)壁分別用氯化鈉和稀醋酸潤(rùn)濕過(guò)的兩支試管分別標(biāo)記為a、b中，按圖1-28裝置好儀器。幾分鐘后，翻開(kāi)止水夾，觀察、比較導(dǎo)管中水柱〔在水中滴加幾滴紅墨水〕的變化和試管中的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：裝置a中的導(dǎo)管中水柱上升，裝置b中的導(dǎo)管中水柱下降。思考：導(dǎo)管中的水柱變化說(shuō)明什么問(wèn)題？討論，小結(jié)：裝置a中的導(dǎo)管中水柱上升，說(shuō)明大試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，a裝置中有氣體參加反響。裝置b中的導(dǎo)管中水柱下降，說(shuō)明大試管內(nèi)氣體生成。思考：向鐵粉中參加炭粉的作用是什么？在a裝置中鐵、炭、氯化鈉溶液及b裝置中鐵、炭、醋酸均構(gòu)成原電池，能加快化學(xué)反響速率。學(xué)生活動(dòng)請(qǐng)大家根據(jù)原電池原理，寫出電極反響式及電池反響方程式。a裝置中：負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+正極：O2+2H2O+4e-=

4OH-電池反響：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2分析：中性或酸性很弱或堿性條件下，易發(fā)生吸氧腐蝕。4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2Oa裝置中：進(jìn)一步反響：正極：2H++2e-=H2

↑負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+b裝置中:電池反響：Fe+2H+=Fe2++H2↑分析：當(dāng)鋼鐵處于酸性氣氛中時(shí)，易發(fā)生析氫腐蝕；析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕。結(jié)合課本P90-P91相關(guān)內(nèi)容1、什么是金屬腐蝕？有哪些類別？2、化學(xué)腐蝕和哪些因素有關(guān)？3、什么是電化學(xué)腐蝕？有哪些類別？分別發(fā)生哪些電極反響？知識(shí)總結(jié)金屬陽(yáng)離子失e-氧化反響3、金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕電化腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕〔常見(jiàn)普遍〕一、金屬腐蝕金屬原子2、金屬腐蝕的本質(zhì)：1、金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化復(fù)原反響而腐蝕損耗的過(guò)程。M–ne-→Mn+化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的比較:化學(xué)腐蝕電化腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)聯(lián)系金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生金屬被氧化較活潑金屬被氧化兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O〔鐵銹〕通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱或堿性。電極反響負(fù)極Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正極C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-總反響:Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系交流與討論鐵生銹除了必須有空氣及水的參與外，還受其他一些因素的影響。請(qǐng)解釋以下有關(guān)鐵生銹現(xiàn)象的原因。1.相對(duì)于在內(nèi)河行駛的輪船來(lái)說(shuō)，海輪更容易被腐蝕。因?yàn)楹Ｋ泻休^多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強(qiáng)，而在電解質(zhì)溶液中，電化學(xué)腐蝕更容易進(jìn)行。2.1910年遺留在南極的食品罐頭盒，其外表至今很少有鐵銹出現(xiàn)。是由于南極的溫度常年在0℃以下，說(shuō)明在較高溫度下，腐蝕更易進(jìn)行。交流與討論3.用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。是由于鐵與銅及空氣中的水蒸汽構(gòu)成了原電池，鐵作原電池的負(fù)極，因此鐵易被腐蝕而生銹。4.當(dāng)化工廠派出的廢氣為酸性氣體時(shí),工廠附近的鐵制品容易生銹。說(shuō)明鐵制品在酸性條件下比在中性條件下更容易被腐蝕。課堂練習(xí)1、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：〔1〕假設(shè)液面上升，那么溶液呈性，發(fā)生腐蝕,電極反響式為：負(fù)極：,正極：假設(shè)液面下降，那么溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反響式為：負(fù)極：正極：。〔2〕中性或堿性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑

請(qǐng)大家根據(jù)鐵生銹的原理，思考應(yīng)采取什么措施防止鐵生銹？交流與討論請(qǐng)大家閱讀課本Ｐ92-93原理：形成原電池反響時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，不反響，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反響受到腐蝕。1.犧牲陽(yáng)極保護(hù)法二、金屬的電化學(xué)保護(hù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法示意圖2.外加電流法將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。輔助陽(yáng)極（不溶性）外加電流的陰極保護(hù)法示意圖除此以外還有其它防護(hù)方法？金屬防護(hù)的幾種重要方法①在金屬外表覆蓋保護(hù)層。②改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成合金。③電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護(hù)。

小結(jié)2、2000年5月，保利集團(tuán)在香港拍賣會(huì)上花費(fèi)3000多萬(wàn)港幣購(gòu)回在火燒圓明園時(shí)流失的國(guó)寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]這三件1760年銅鑄的國(guó)寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，以下對(duì)起原因的分析，最可能的是A、它們的外表都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金；B、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們外表的銅綠被酸雨溶解洗去；C、銅的金屬活動(dòng)性比氫小，因此不宜被氧化；D、它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金；〔D〕課堂練習(xí)探究一：鍍鋅鐵皮和鍍錫鐵皮哪個(gè)更易被腐蝕？為什么？探究二、純鋅和粗鋅哪個(gè)更易和酸反響？如果向酸中再參加硫酸銅又會(huì)什么現(xiàn)象？3.以下各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)(2)(1)(3)(4)課堂練習(xí);://007yczp/forum-suzhou-1.html蘇州夜場(chǎng)招聘蘇州夜總會(huì)招聘蘇州ktv招聘orz14msr年了肯定能帶娃兒們回來(lái)嗎？而那個(gè)很討人喜歡的花兒已經(jīng)到了談婚論嫁的年齡，不可能為了一個(gè)沒(méi)有影子的事情干等下去……可憐的劉氏沒(méi)商沒(méi)量的，大半天兒了坐也不是，站也不是，去門外轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，又磨蹭回屋里來(lái)，不知道該怎么和丈夫，尤其是大壯說(shuō)這事情。那天吃晚飯時(shí)，二壯和妞兒都很快樂(lè)，早早就吃完了。二壯第一個(gè)放下了飯碗，對(duì)劉氏說(shuō)：“娘，俺找青山和青海打撲克去了！〞劉氏說(shuō)：“去哇，早點(diǎn)兒回來(lái)啊！〞二壯容許著跳下地來(lái)走了。妞兒也放下碗說(shuō)：“耿蘭說(shuō)好了，今兒個(gè)晚上要教俺繡花呢，俺去了耶！〞不等娘答復(fù)，她就拿上一個(gè)新粘墊好的白粗布面兒鞋墊連蹦帶跳地出門兒去了。劉氏憐惜地看著坐在炕沿前高凳子上悶頭喝粥的大壯，把他平日里最愛(ài)吃的涼拌三絲往前推了推，怯怯地小聲對(duì)坐在對(duì)面炕沿邊上吃飯的丈夫說(shuō)：“俺侄兒今兒個(gè)下午來(lái)送鮮果子了……〞董家成奇怪地抬頭看看劉氏，說(shuō)：“俺知道啊，已經(jīng)看到鮮果子了！這娃兒每年都是過(guò)節(jié)前一兩天送過(guò)來(lái)的啊！你怎么了，哪里不舒服哇？〞“哦，不不，俺沒(méi)有不舒服。俺是想說(shuō)……〞“那就說(shuō)啊，看你吞吞吐吐的害怕樣子，就好似是老鼠見(jiàn)了貓一樣。讓兒子看了，還以為是俺厲害你呢！〞劉氏依然怯怯地小聲說(shuō)：“誰(shuí)說(shuō)你厲害俺了！俺是想說(shuō)，這壯子他叔怎么，怎么還不帶娃娃們回來(lái)啊！俺這心里可真是有些著急了呢。〞看看丈夫沒(méi)有接她的話，劉氏猶豫了一刻之后，更加小聲地說(shuō)：“耿英是個(gè)多好的女娃呀，俺也待見(jiàn)得很呢；可是，這么多年了再?zèng)]有音訊，俺是想啊，壯子這歲數(shù)也不小了……〞沒(méi)等劉氏把話說(shuō)完話，大壯就很不快樂(lè)地放下了飯碗。他埋怨地看了娘一眼，小聲說(shuō)：“娘，你說(shuō)什么呢！〞董家成看不下去了，趕快為兒子說(shuō)話，略帶點(diǎn)兒呵斥意味兒地對(duì)妻子說(shuō)：“俺說(shuō)他娘啊，快好好地吃你的飯哇，瞎胡念叨些啥呢！耿兄弟那一年帶娃娃們走之前不是說(shuō)好了嘛，最多十年肯定回來(lái)的，這不還沒(méi)滿十年嘛。等著哇，他們肯定會(huì)回來(lái)的！〞劉氏輕輕地嘆了一口氣，說(shuō)：“唉，誰(shuí)說(shuō)不是呢，可這不已經(jīng)九年了嘛。除了第二年頭上接到一封書信，就再也沒(méi)有一點(diǎn)兒訊息了……前年兒咱壯