高中化學(xué)選擇性必修一 4.3 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

1、PPT模板下載：/moban/ 行業(yè)PPT模板：/hangye/ 節(jié)日PPT模板：/jieri/ PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/ PPT圖表下載：/tubiao/ 優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/ PPT教程： /powerpoint/ Word教程： /word/ Excel教程：/excel/ 資料下載：/ziliao/ PPT課件下載：/kejian/ 范文下載：/fanwen/ 試卷下載：/shiti/ 教案下載：/jiaoan/ 第三節(jié) 金屬的腐蝕與防護(hù)Slide Master一、金屬的腐蝕（一）定義：金屬或合金與周?chē)臍怏w或液體發(fā)生氧化還原 反應(yīng)而

2、引起損耗的現(xiàn)象 （二）特征：金屬被腐蝕后，在外形，色澤以及機(jī)械性能方面 會(huì)發(fā)生變化 （三）本質(zhì)：金屬失電子變成陽(yáng)離子發(fā)生氧化反應(yīng)。M-ne-=Mn+（四）類(lèi)型：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕1、化學(xué)腐蝕（1）定義：金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)（如O2、Cl2、SO2等） 直接反應(yīng)而引起的腐蝕 （2）本質(zhì)：金屬失電子被氧化。（4）特點(diǎn)：無(wú)電流產(chǎn)生，化學(xué)腐蝕的速度隨溫度升高而加快（3）舉例：鐵與氯氣直接反應(yīng)而腐蝕； 輸油、輸氣的鋼管被原油、天然氣中的含硫化合物腐蝕例如：鋼材在高溫下容易被氧化，表面生成由FeO、Fe2O3、Fe3O4組成的一層氧化物。2、電化學(xué)腐蝕（1）定義：不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)會(huì)發(fā)生

3、原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。 （2）本質(zhì)：較活潑的金屬失去電子被氧化（4）特點(diǎn)：有微弱的電流產(chǎn)生注：化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的聯(lián)系：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，危害更大，腐蝕速率更快（3）舉例：鋼鐵制品在潮濕空氣中的銹蝕就是電化學(xué)腐蝕3、鋼鐵的電化學(xué)腐蝕（1）原電池的組成：負(fù)極：鐵 正極：碳 電解質(zhì)：潮濕空氣（2）種類(lèi)：根據(jù)鋼鐵表面水膜的酸性強(qiáng)弱分為析氫腐 蝕和吸氧腐蝕 析氫腐蝕： 水膜酸性較強(qiáng)： 負(fù)極：Fe2e-=Fe2+ 正極：2H+2e-=H2總反應(yīng)：Fe+2H+=Fe2+H2在酸性環(huán)境中，由于在腐蝕過(guò)程中不斷有H2放出，

4、所以叫做析氫腐蝕。 吸氧腐蝕： 水膜中溶有O2，呈弱酸性、中性或堿性： 負(fù)極：Fe2e-=Fe2+正極：O2+4e-+2H2O=4OH-總反應(yīng)：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3 =Fe2O3xH2O（鐵銹）+(3-x)H2O注：1、只有位于金屬活動(dòng)性順序中氫前的金屬才可能發(fā)生析氫 腐蝕，氫后的金屬不能發(fā)生2、氫前和氫后的金屬都可發(fā)生吸氧腐蝕3、吸氧腐蝕是金屬腐蝕的主要形式，主要原因有兩個(gè)，第一：水膜一般不顯強(qiáng)酸性；第二：多數(shù)金屬都可發(fā)生鋼鐵表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧氣，此時(shí)就會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

5、：裝置中Fe、C、飽和食鹽水構(gòu)成了Fe-C-飽和食鹽水原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，C作正極，飽和食鹽水作電解質(zhì)溶液，由于NaCl溶液呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：導(dǎo)管中水柱上升，鐵釘表面有鐵銹生成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：未滴加硫酸銅溶液時(shí)，兩支試管中產(chǎn)生氣泡的速率相等；滴加硫酸銅溶液的試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡的速率變快實(shí)驗(yàn)結(jié)論：滴加硫酸銅溶液后，裝置中Zn、Cu、稀鹽酸構(gòu)成了Zn-Cu-稀鹽酸原電池，Zn作負(fù)極，Cu作正極，稀鹽酸作電解質(zhì)溶液，由于稀鹽酸呈酸性，發(fā)生析氫腐蝕二、金屬的防護(hù)（一）改變金屬材料的組成1、方法：在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優(yōu)異的合金。2、舉例：把鉻、鎳等加入普通鋼中制成不銹鋼產(chǎn)品； 鈦合

6、金不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性，還具有良好的生物相容性 （二）在金屬表面覆蓋保護(hù)層1、方法：在金屬表面覆蓋致密的保護(hù)層，將金屬制品與周?chē)镔|(zhì)隔開(kāi)是一種普遍采用的防護(hù)方法。2、舉例：（1）非金屬保護(hù)層：在鋼鐵制品的表面噴涂油漆、礦物性油脂或覆蓋搪瓷、塑料等；（2）金屬保護(hù)層：用電鍍等方法在鋼鐵表面鍍上一層鋅、錫、鉻、鎳等金屬；（3）發(fā)藍(lán)處理：用化學(xué)方法在鋼鐵部件表面進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理(生成一層致密的四氧化三鐵薄膜)；（4）鈍化處理：利用陽(yáng)極氧化處理鋁制品的表面，使之形成致密的氧化膜而鈍化；等等。 另外，采用離子注入、表面滲鍍等方式在金屬表面也可以形成穩(wěn)定的鈍化膜。 （三）電化學(xué)保護(hù)法1、犧牲陽(yáng)極法： （1）

7、原理原電池原理：正極：被保護(hù)金屬 負(fù)極：活潑金屬（2）具體方法： 犧牲陽(yáng)極法通常是在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上(如鍋爐的內(nèi)壁、船舶的外殼等)安裝若干鎂合金或鋅塊。鎂、鋅比鐵活潑，它們就成為原電池的負(fù)極，不斷遭受腐蝕(需要定期檢查、更換),而作為正極的鋼鐵設(shè)備就被保護(hù)起來(lái) 指針偏轉(zhuǎn)逐漸溶解質(zhì)量不變，無(wú)氣泡產(chǎn)生，加入鐵氰化鉀溶液，無(wú)變化Zn-2e-=Zn2+O2+4e-+4H+=H2O結(jié)論：Fe、Zn和經(jīng)過(guò)酸化的NaCl溶液構(gòu)成原電池；該裝置中鐵未被腐蝕說(shuō)明：Fe2+的檢驗(yàn)：Fe2+與K3Fe(CN)6溶液(黃色)反應(yīng)生成KFeFe(CN)6沉淀(帶有特征藍(lán)色)。這是檢驗(yàn)溶液中Fe2+的常用方法。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

8、：培養(yǎng)皿（a）處，靠近鋅皮處顏色無(wú)變化，靠近裸露在外的鐵釘處出現(xiàn)紅色；培養(yǎng)皿（b）處，靠近銅絲處出現(xiàn)紅色，靠近裸露在外的鐵釘處出現(xiàn)藍(lán)色。原因解釋?zhuān)号囵B(yǎng)皿(a)中，構(gòu)成原電池反應(yīng)，Zn作陽(yáng)極(負(fù)極)鐵作陰極(正極),鋅被腐蝕，鐵被保護(hù)。培養(yǎng)皿(b)中，構(gòu)成原電池應(yīng)，鐵作陽(yáng)極(負(fù)極),銅作陰極(正極),鐵被腐蝕，陽(yáng)極上發(fā)生Fe-2e- =Fe2+, Fe2+與K3Fe(CN)6溶液反應(yīng)生成KFeFe(CN)6藍(lán)色沉淀。2、外加電流法電解池原理 ： （1）原理：陰極：被保護(hù)金屬（2）具體方法：外加電流法是把被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極，用惰性電極作為輔助陽(yáng)極，兩者均放在電解質(zhì)溶液(如海水)里，外接直流電

9、源。通電后，調(diào)整外加電壓，強(qiáng)制電子流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備，使鋼鐵表面腐蝕電流降至零或接近零。在這個(gè)系統(tǒng)中，鋼鐵設(shè)備被迫成為陰極而受到保護(hù)。答：犧牲陽(yáng)極法和外加電流法采用的輔助陽(yáng)極，在電極上發(fā)生的反應(yīng)類(lèi)型是相同的，都是發(fā)生氧化反應(yīng)。采用的輔助陽(yáng)極在 化學(xué)性質(zhì)上要求是不同的，犧牲陽(yáng)極法采用的輔助陽(yáng)極金屬材料的活動(dòng)性必須比被保護(hù)的金屬的活動(dòng)性要強(qiáng)，外加電流法的輔助陽(yáng)極只起導(dǎo)電作用，惰性電解和金屬均可作輔助陽(yáng)極，但最好選用惰性電極。（四）其他方法1、根據(jù)不同的設(shè)計(jì)條件選用不同的金屬或非金屬材料；2、控制和改善環(huán)境介質(zhì)因素(如選用緩蝕劑)等。3、金屬防護(hù)包括生產(chǎn)設(shè)計(jì)、選材、防腐措施、施工、監(jiān)測(cè)、管理和維護(hù)等環(huán)節(jié)，需要進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和決策。補(bǔ)充：金屬腐蝕快慢的規(guī)律1、構(gòu)成原電池兩極的活動(dòng)性不同的兩種金屬，活 動(dòng)性差別越大，腐蝕越快；2、對(duì)于同一金屬而言，純度越高，腐蝕速率越慢3、對(duì)于同一種電解質(zhì)來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)溶液濃度越大， 腐蝕速率越快4、同一種金屬在相同濃度不同介質(zhì)中，腐蝕由