選修4第四章第四節(jié)

1、第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié)第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護金屬的電化學(xué)腐蝕與防護高二備課組高二備課組金屬的電化學(xué)腐蝕與防護金屬的電化學(xué)腐蝕與防護金屬腐蝕金屬腐蝕 我國是世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家，可每年被我國是世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家，可每年被腐蝕的鐵占到十分之一，因為金屬腐蝕而造成腐蝕的鐵占到十分之一，因為金屬腐蝕而造成的損失的損失約合人民幣：約合人民幣：3000億元，億元，據(jù)統(tǒng)計，金屬據(jù)統(tǒng)計，金屬腐蝕造成的損失已腐蝕造成的損失已遠遠超過遠遠超過水災(zāi)、火災(zāi)、風災(zāi)水災(zāi)、火災(zāi)、風災(zāi)和地震的和地震的總和?？偤汀ｉ喿x閱讀 閱讀閱讀金屬的腐蝕概念金屬腐蝕是指金屬與周圍的 物質(zhì)發(fā)生 反應(yīng)而引起

2、損耗的現(xiàn)象特征金屬被腐蝕后，在外形、色澤以及機械性能方面會發(fā)生變化本質(zhì)金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬失去電子變成陽離子，發(fā)生 .類型化學(xué)腐蝕金屬與接觸到的 (如O2、Cl2、SO2等)或 液體(如石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕電化學(xué)腐蝕 的金屬與 溶液接觸時，會發(fā)生 ，比較活潑的金屬 而被氧化的腐蝕。電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍，危害更大氣體或液體氣體或液體 氧化還原氧化還原 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 干燥氣體干燥氣體 非電解質(zhì)非電解質(zhì) 不純不純 電解質(zhì)電解質(zhì) 原電池反應(yīng)原電池反應(yīng) 失去電子失去電子 一般情況下，溫度的升高會加快化一般情況下，溫度的升高會加快化學(xué)反應(yīng)速率。因此，溫度對化學(xué)腐蝕的學(xué)反應(yīng)速率。因

3、此，溫度對化學(xué)腐蝕的影響較明顯。影響較明顯。電化學(xué)腐蝕過程中由于電化學(xué)腐蝕過程中由于電解質(zhì)溶液的酸堿性不電解質(zhì)溶液的酸堿性不同同，可將電化學(xué)腐蝕分，可將電化學(xué)腐蝕分為為 ：析析H2腐蝕腐蝕吸吸O2腐蝕腐蝕正極：正極： 2H+ 2e- =H2 負極：負極： Fe - 2e- = Fe2+電池反應(yīng)：電池反應(yīng)： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 分析：當鋼鐵處于分析：當鋼鐵處于酸性酸性電解質(zhì)中時，電解質(zhì)中時，易發(fā)生易發(fā)生析氫腐蝕析氫腐蝕；1.析氫腐蝕析氫腐蝕2.吸氧腐蝕吸氧腐蝕負極：負極： Fe - 2e- = Fe2+正極：正極： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-電池反應(yīng)：電池反應(yīng)

4、： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2分析：在分析：在中性中性或或酸性酸性很弱很弱或或堿性堿性電解質(zhì)中，電解質(zhì)中，易發(fā)生易發(fā)生吸吸O2腐蝕腐蝕。注：注：析析H2腐蝕和吸腐蝕和吸O2腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕。腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕。問題討論問題討論請分析鐵銹的形成原因是什么？請分析鐵銹的形成原因是什么？負極：負極： Fe - 2e- = Fe2+正極：正極： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-電池反應(yīng)：電池反應(yīng)： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3 = Fe2O3+3H2O鐵與酸直接反應(yīng)，鐵發(fā)鐵與酸直接反應(yīng)，鐵

5、發(fā)生化學(xué)腐蝕。腐蝕速率生化學(xué)腐蝕。腐蝕速率較慢。較慢。鐵作負極，鐵作負極，C作正極，形成作正極，形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，速率較快。速率較快。請比較下面兩個反應(yīng)，誰的速率較快？請比較下面兩個反應(yīng)，誰的速率較快？圖一圖一交流與討論交流與討論1.相對于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。相對于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。因為海水中含有較多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河因為海水中含有較多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強，而在的水更強，而在電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液中，電化學(xué)腐蝕更容易進行。中，電化學(xué)腐蝕更容易進行。2. 1910年遺留在南極的食品罐頭盒，其表

6、面至今很少有年遺留在南極的食品罐頭盒，其表面至今很少有鐵銹出現(xiàn)。鐵銹出現(xiàn)。是由于南極的溫度常年在是由于南極的溫度常年在0以下，說明在溫度越高，以下，說明在溫度越高，腐蝕越快。腐蝕越快?；瘜W(xué)腐蝕與電化腐蝕的異同化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的異同化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化腐蝕電化腐蝕條件條件金屬跟非金屬單金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸質(zhì)直接接觸不純金屬或合金不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象現(xiàn)象 無電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生有有微弱電流微弱電流產(chǎn)生產(chǎn)生本質(zhì)本質(zhì) 金屬被氧化金屬被氧化較活潑金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系聯(lián)系 兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍比一比：比一比：3.下列各

7、情況，在其中下列各情況，在其中Fe片腐蝕由片腐蝕由快快到到慢慢的順序是的順序是(5) (2) (1) (3) (4)課堂練習課堂練習課堂練習課堂練習1、如圖、如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）若液面上升，則溶液呈若液面上升，則溶液呈 性，發(fā)生性，發(fā)生 腐蝕腐蝕,電極反應(yīng)式為：負極：電極反應(yīng)式為：負極： ,正極：正極：若液面下降，則溶液呈若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：負極：負極： 正極：正極： 。（2）中性或堿性中性或堿性 吸吸O2Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性酸性析析H2

8、Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 原理原理 ：應(yīng)用原電池原理，讓應(yīng)用原電池原理，讓被保護的金屬被保護的金屬做做正正極極，不反應(yīng)，起到保護作用；另找一種，不反應(yīng)，起到保護作用；另找一種活潑性強的金屬作負極，反應(yīng)受到腐蝕活潑性強的金屬作負極，反應(yīng)受到腐蝕。1.1.犧牲陽極保護法犧牲陽極保護法二、金屬的電化學(xué)保護二、金屬的電化學(xué)保護 犧牲陽極犧牲陽極的的陰極陰極保護法保護法示意圖示意圖2.2.外加電流的陰極保護法外加電流的陰極保護法輔助陽極輔助陽極（不溶性）（不溶性）應(yīng)用電解池原理，使應(yīng)用電解池原理，使被保護的金屬被保護的金屬作為作為陰極陰極，與電源負極相連得到保護。與電源負極相連得到保護。示意圖示意圖注：此法主要用于防止土壤、海水及水注：此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。中金屬設(shè)備的腐蝕。純鐵和生鐵分別與等濃度的鹽酸反應(yīng)，哪種反應(yīng)更快？探究一：鍍鋅鐵皮和鍍錫鐵皮哪個更易被腐探究一：鍍鋅鐵皮和鍍錫鐵皮哪個更易被腐蝕？為什么？蝕？為什么？探究二、純鋅和粗鋅哪個更易和酸反應(yīng)？探究二、純鋅和粗鋅哪個更易和酸反應(yīng)？金屬防護的幾種重要方法金屬防