化學(xué)選修4 第四章 第四節(jié)

1、金金屬跟周圍接觸到的氣屬跟周圍接觸到的氣體或體或液體液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而而腐蝕腐蝕損損耗的耗的過程過程, ,即即為金屬的腐蝕。為金屬的腐蝕。: :金金屬失去電子被氧化屬失去電子被氧化: :化化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕金屬的化學(xué)腐蝕受哪些因素的金屬的化學(xué)腐蝕受哪些因素的影響影響? ?燃?xì)鉅t的中心部位燃?xì)鉅t的中心部位最容易生銹最容易生銹罐罐頭放在南極已差頭放在南極已差不多不多 90 90年了年了, ,卻卻很少生銹很少生銹溫度溫度金金屬跟接觸到的干燥氣體（如屬跟接觸到的干燥氣體（如OO2 2、ClCl2 2、SOSO2 2）或非電解質(zhì)液體（如石油）直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或非電

2、解質(zhì)液體（如石油）直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)做飯用的鐵鍋日久天長(zhǎng)越用做飯用的鐵鍋日久天長(zhǎng)越用越薄越薄, , 你知道為什你知道為什么嗎么嗎? ? 不不純的純的金屬跟金屬跟電解溶電解溶液接液接觸觸時(shí)時(shí), ,會(huì)會(huì)發(fā)生發(fā)生原電池原電池反應(yīng)反應(yīng), ,比較比較活潑活潑的金屬失去電子而被的金屬失去電子而被氧化氧化, ,這種這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕是造成鋼電化學(xué)腐蝕是造成鋼鐵腐鐵腐蝕的主要原因蝕的主要原因電解質(zhì)溶液與鐵和鐵中少量的碳構(gòu)成了原電池電解質(zhì)溶液與鐵和鐵中少量的碳構(gòu)成了原電池H2O+CO2 H2CO3 H+HCO3- 在在潮濕的空潮濕的空氣里氣里, ,鋼鋼鐵的表面吸附了一鐵的表面吸

3、附了一層薄層薄薄薄的的水膜水膜, ,水膜溶水膜溶解來自大氣中的解來自大氣中的COCO2 2、SOSO2 2、HH2 2S,S,使使水膜水膜中又含中又含有一定有一定量的量的HH+ + 。鐵是鐵是負(fù)負(fù)極極, ,碳碳是是正極正極, ,HH+ +負(fù)極負(fù)極Fe - 2eFe - 2e- - FeFe2+ 2+ 正極正極2H2H+ +2e+2e- - HH2 2 條件條件: :酸性環(huán)境酸性環(huán)境FeFe2+2+2OH+2OH =Fe(OH) =Fe(OH) 2 2 4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2OO=4Fe(OH)=4Fe(OH)3 3 條件條件: :中中性或酸性極弱環(huán)境

4、性或酸性極弱環(huán)境 負(fù)極負(fù)極: : 2Fe-4e2Fe-4e- -=2Fe=2Fe2+2+ 正極正極: : 2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- -=4OH=4OH- -水膜的水膜的酸性很弱或呈酸性很弱或呈中性中性, ,但但溶溶有一定量的氧氣有一定量的氧氣析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕( (更普遍更普遍) )條件條件水膜水膜酸性較強(qiáng)酸性較強(qiáng)水膜酸性水膜酸性很弱或中性很弱或中性電極反應(yīng)電極反應(yīng)負(fù)極負(fù)極正極正極2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2 Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+OO2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- - (1) (1)

5、若若液面液面上升上升, ,則則溶液呈溶液呈 性性, ,發(fā)生發(fā)生 腐腐蝕蝕, ,電極反應(yīng)電極反應(yīng)式為式為: :負(fù)極負(fù)極: : , ,正極正極: : 。課堂練習(xí)課堂練習(xí)1.1.如如圖圖, ,水水槽中試管內(nèi)有一枚槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘鐵釘, ,放放置數(shù)天置數(shù)天觀察觀察: : (2) (2)若若液面液面下降下降, ,則則溶溶液呈液呈 性性, ,發(fā)發(fā)生生腐蝕腐蝕, ,電電極反應(yīng)極反應(yīng)式為式為: :負(fù)極負(fù)極: : , , 正極正極: : 。中性或堿性中性或堿性 吸氧吸氧Fe2eFe2e- -FeFe2+2+OO2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -4OH4OH- -酸酸 析氫析氫Fe2eFe2e-

6、-FeFe2+2+2H2H+ +2e+2e- -HH2 2 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化腐電化腐蝕蝕條件條件金屬跟氧化劑金屬跟氧化劑直接接觸直接接觸現(xiàn)象現(xiàn)象本質(zhì)本質(zhì)實(shí)例實(shí)例聯(lián)系聯(lián)系二者都是二者都是金屬原子失電子金屬原子失電子變成陽(yáng)離子的過程變成陽(yáng)離子的過程如如: :涂涂油漆、鍍油漆、鍍ZnZn、鍍、鍍SnSn、鍍、鍍CrCr等等, ,或制成氧化膜。或制成氧化膜。（2 2）改變金屬內(nèi)部組織）改變金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu), ,如如: :將將鋼鐵制成不銹鋼。鋼鐵制成不銹鋼。 發(fā)發(fā)生電化學(xué)腐生電化學(xué)腐蝕時(shí)蝕時(shí), ,總總是作為原電池負(fù)極（陽(yáng)是作為原電池負(fù)極（陽(yáng)極）極）的金的金屬被屬被腐蝕腐蝕, ,作作為正極（陰極）

7、的金屬不被為正極（陰極）的金屬不被腐蝕腐蝕。讓讓被保護(hù)金屬成為正極（陰極），則該金被保護(hù)金屬成為正極（陰極），則該金屬不會(huì)被屬不會(huì)被腐蝕。腐蝕。 在在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上裝若干被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上裝若干鎂鋁合金鎂鋁合金或或鋅塊鋅塊鎂、鋅比鐵鎂、鋅比鐵活潑活潑, ,它它們成為原電池們成為原電池負(fù)極負(fù)極（陽(yáng)（陽(yáng)極）極）, ,不斷遭受不斷遭受腐蝕腐蝕, ,而而作為正極（陰極）的鋼鐵設(shè)備作為正極（陰極）的鋼鐵設(shè)備就被保護(hù)了下來就被保護(hù)了下來犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極犧牲陽(yáng)極( (負(fù)極負(fù)極) )的陰極的陰極( (正極正極) )保護(hù)法保護(hù)法-+ 將將被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備（如鋼閘門）做被保護(hù)的

8、鋼鐵設(shè)備（如鋼閘門）做陰極陰極, ,用用惰性電極做輔助惰性電極做輔助陽(yáng)極陽(yáng)極, ,在在外加直流電作外加直流電作用下用下, ,電電子子被迫流向被保護(hù)的鋼鐵被迫流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備設(shè)備, ,使使鋼鐵表面的腐蝕鋼鐵表面的腐蝕電流降至零或接近等電流降至零或接近等于零。于零。輔助輔助陽(yáng)極陽(yáng)極( (不溶性不溶性) )外加電流的陰極保護(hù)法示意圖外加電流的陰極保護(hù)法示意圖外加電流的陰極保外加電流的陰極保護(hù)法護(hù)法 你知道自行車的金屬部件采用了什么樣的防護(hù)措你知道自行車的金屬部件采用了什么樣的防護(hù)措施嗎施嗎? ?方法方法防腐效果防腐效果價(jià)格價(jià)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 鍍錫鍍錫 好好中

9、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1.1.解釋下列現(xiàn)象并寫出有關(guān)原電池的電極反應(yīng)解釋下列現(xiàn)象并寫出有關(guān)原電池的電極反應(yīng): :(1)(1)馬口鐵馬口鐵( (鍍鍍SnSn鐵皮鐵皮) )做的罐頭做的罐頭, ,打開后為什么極易打開后為什么極易生銹生銹? ? (2)(2)輪船船殼的水線以下部分輪船船殼的水線以下部分, ,為什么要裝上一定數(shù)為什么要裝上一定數(shù)量量ZnZn塊塊? ?(3)(3)在一塊表面無銹的鐵片上滴一滴含酚酞的食鹽在一塊表面無銹的鐵片上滴一滴含酚酞的食鹽水水, ,放置一段時(shí)間后可以看到液滴周圍逐漸呈現(xiàn)紅放

10、置一段時(shí)間后可以看到液滴周圍逐漸呈現(xiàn)紅色色, ,并慢慢形成紅褐色的銹斑。并慢慢形成紅褐色的銹斑。(4)(4)燒過菜的鐵鍋未及時(shí)洗凈燒過菜的鐵鍋未及時(shí)洗凈( (殘液殘液NaClNaCl), ),第二天第二天便出現(xiàn)紅褐色銹斑。便出現(xiàn)紅褐色銹斑。2.2.下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是（下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是（ ） A.A.純鋅和純鋅和1mol/L 1mol/L 硫酸硫酸 B.B.純鋅和純鋅和18 mol/L 18 mol/L 硫酸硫酸 C.C.粗鋅和粗鋅和1mol/L 1mol/L 硫酸硫酸 D.D.粗鋅和粗鋅和18mol/L 18mol/L 硫酸硫酸3.3.下列敘述說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是（

11、下列敘述說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是（ ） A.A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中, ,乙溶解乙溶解, ,甲上有甲上有HH2 2氣放出氣放出; B.B.在氧化在氧化 還原反應(yīng)中還原反應(yīng)中; ;甲比乙失去的電子多甲比乙失去的電子多 C.C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極 D.D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子, ,甲比乙的氧化性弱甲比乙的氧化性弱C CCDCD海水海水C CFeFe+ +- - 4. 4.下列各情況下列各情況, ,在其中在其中FeFe片腐蝕由片腐蝕由快快到到慢慢的順序的順序是是_(5)(2)(1)(3)(4)(5)(

12、2)(1)(3)(4)5.5.下列裝置中四塊相同的下列裝置中四塊相同的ZnZn片片, ,放置一段時(shí)間后腐放置一段時(shí)間后腐蝕速率由蝕速率由快快到到慢慢的順序是的順序是_( 4( 4 ) ( 3 ) ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 1 ) ( 2 )6.6.分析右圖分析右圖, ,按要求寫出有關(guān)反按要求寫出有關(guān)反應(yīng)方程式應(yīng)方程式: :（1 1）鐵棒上的電極反應(yīng)式為）鐵棒上的電極反應(yīng)式為: :_（2 2）碳棒上的電極反應(yīng)式為）碳棒上的電極反應(yīng)式為: :_（3 3）溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方）溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式程式: :_ _2Fe+2H2Fe+2H2 2O+OO+O2 2= 2 Fe(OH)= 2 Fe(OH)2 24Fe(OH)4Fe(OH)2 2+2H+2H2 2O+OO+O2 2=4Fe(OH)=4Fe(OH)3 3OO2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -4OH4OH- -2Fe4e2Fe4e- -2Fe2Fe2+2+ 7. 7.鹽酸與鋅片反應(yīng)時(shí)鹽酸與鋅片反應(yīng)時(shí), ,若加入可溶性醋酸銅晶若加入可溶性醋酸銅晶體體(CH(CH3 3COO)COO)2 2Cu,C