第三章氧化還原與

第三章氧化還原與第1頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月學(xué)習(xí)要求1.掌握電池符號(hào)的書寫。2.了解電極電勢(shì)產(chǎn)生的原理。3.掌握電池電勢(shì)的計(jì)算及電池電勢(shì)與摩爾吉布斯函數(shù)變的關(guān)系。4.掌握能斯特方程及其應(yīng)用。5.掌握電極電勢(shì)的應(yīng)用。6.掌握電解池的組成及電極反應(yīng)。7.掌握電解產(chǎn)物的一般規(guī)律。8.掌握金屬的腐蝕及防護(hù)。第2頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1原電池和電極電勢(shì)3.1.1原電池銅鋅原電池裝置工作狀態(tài)的化學(xué)電池同時(shí)發(fā)生三個(gè)過程：●兩個(gè)電極表面分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)●電子流過外電路●離子流過電解質(zhì)溶液構(gòu)成：銅半電池(銅電極)鋅半電池(鋅電極)第3頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

作用：●讓溶液始終保持電中性,使電極反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行●消除原電池中的液接電勢(shì)（或擴(kuò)散電勢(shì)）通常內(nèi)盛飽和KCl溶液或NH4NO3溶液(以瓊膠作成凍膠)。鹽橋(Saltbridge)

第4頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月原電池的表示方法

(一)Zn(s)︱ZnSO4(c1)‖CuSO4(c2)∣Cu(s)(+)界面c1鹽橋c2界面Zn+Cu2+=Zn2++CuCu2+/Cu，Zn2+/Zn稱為氧化還原電對(duì)，氧化態(tài)和還原態(tài)成共軛關(guān)系。共軛關(guān)系可用半反應(yīng)式表示：氧化態(tài)還原態(tài)還原態(tài)氧化態(tài)第5頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月常見電極種類金屬與其鹽溶液，例CuICu2+,ZnIZn2+(2)同一金屬的不同價(jià)態(tài)的離子，例(Pt)IFe3+,Fe2+電極反應(yīng)為：Fe3++e-=Fe2+(3)非金屬單質(zhì)及其離子，例(Pt)ICl2/Cl-,(Pt)IH2/H+第6頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月電極反應(yīng)的書寫氧化態(tài)+電子=還原態(tài)注意：方程式兩邊質(zhì)量守恒，電荷守恒，有時(shí)，H+,OH-參與電極反應(yīng)，應(yīng)該寫入電極反應(yīng)，并以H2O平衡。例：Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O電池反應(yīng)的書寫正負(fù)電極反應(yīng)加和注意：氧化劑與還原劑得失電子總數(shù)相等例：Sn4++2e-=Sn2+（負(fù)極）,2Fe3++2e-=2Fe2+（正極）Sn2++2Fe3+=Sn4++2Fe2+第7頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月M活潑:溶解>沉積

稀----++++++++--------3.1.2電極電勢(shì)的產(chǎn)生(Theformationofelectrodepotential)雙電層理論M不活潑:沉積>溶解++++++++--------濃溶解沉淀1.第8頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2.標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)電極電勢(shì)的大小不僅與電極的本性有關(guān)，而且與溶液的濃度、溫度有關(guān)，為了比較不同電極電勢(shì)的大小，人們提出標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，即標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的電極電勢(shì)，符號(hào)：。標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：相關(guān)離子的濃度為1mol·dm-3（H+或OH-參與電極反應(yīng)，濃度也為1mol·dm-3），氣體的分壓為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，固體和液體為純態(tài)。金屬與金屬離子電極：金屬離子為濃度是1mol·dm-3的溶液，此時(shí)的電極為標(biāo)準(zhǔn)電極。(Mn+/M).非金屬電極：例：(Pt)ICl2/Cl-，Cl2的分壓為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，Cl-的濃度為1mol·dm-3。（Cl2/Cl-).第9頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的測(cè)得

事實(shí)上,標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的絕對(duì)值是無法測(cè)定的。于是建立了標(biāo)準(zhǔn)氫電極。表示為:H+H2(g)Pt第10頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的測(cè)定對(duì)由標(biāo)準(zhǔn)鋅電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極構(gòu)成的電化學(xué)電池，其電池表示式為:Zn|Zn2+(1mol·dm-3)||H3O+(1mol·dm-3)|H2(1×105Pa)∣Pt

實(shí)驗(yàn)測(cè)得電池的電動(dòng)勢(shì)為0.763V，即

0.763V=0V－Eθ(Zn2+/Zn)Eθ(Zn2+/Zn)＝－0.763V第11頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月半反應(yīng)半反應(yīng)Eθ(Ox/Red)

Eθ(Ox/Red)

298K時(shí)酸性水溶液中一些常用的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)第12頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月●表中電對(duì)按Eθ(Ox/Red)代數(shù)值由大到小的順序排列。

Eθ(Ox/Red)代數(shù)值越大，正向半反應(yīng)進(jìn)行的傾向越大，即氧化型的氧化性越強(qiáng)；Eθ(Ox/Red)代數(shù)值越小,正向半反應(yīng)進(jìn)行的傾向越小,或者說逆向半反應(yīng)進(jìn)行的傾向越大，即還原型的還原性越強(qiáng)。上表中的最強(qiáng)氧化劑和還原劑分別為F2和K。(5)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表●表中的半反應(yīng)均表示為還原過程：氧化型＋ne–還原型第13頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月●一些電對(duì)的Eq

與介質(zhì)的酸堿性有關(guān),因此有表和表之分。●對(duì)同一電對(duì)而言，氧化型的氧化性越強(qiáng)，還原型的還原性就越弱，反之亦然?！褚粋€(gè)電對(duì)的還原型能夠還原處于該電對(duì)下方任何一個(gè)電對(duì)的氧化型。這是能從表中獲得的最重要的信息之一，其實(shí)質(zhì)是氧化還原反應(yīng)總是由強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)還原劑向生成弱還原劑和弱氧化劑的方向進(jìn)行。電極電勢(shì)無加和性，具有強(qiáng)度性質(zhì)。第14頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2電池電動(dòng)勢(shì)和電池反應(yīng)的摩爾吉布斯函數(shù)變的關(guān)系恒溫恒壓過程中，體系吉布斯函數(shù)變的減少等于體系對(duì)外所做的最大有用功。對(duì)原電池來說即指電功。-△rG=WEWE=Q·EQ=zF所以-△rG=WE=Q·E=zEF標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下：△rG0

=-zE0F3.2.1E與△G的關(guān)系第15頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月例3.1已知銅鋅原電池的標(biāo)準(zhǔn)電池電勢(shì)為1.1037v，計(jì)算原電池得到摩爾吉布斯函數(shù)變。解：電池反應(yīng)為：Zn+Cu2+=Zn2++Cu因?yàn)?molCu2+參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2mol，即n=2第16頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2.2濃度對(duì)電池電勢(shì)的影響對(duì)任一反應(yīng)Aa+Bb=cC+dD第17頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2.3濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響----能斯特方程

實(shí)際體系中各物質(zhì)不可能都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)濃度,用非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)條件下的電動(dòng)勢(shì)為判據(jù)才能得到正確的結(jié)論。能斯特方程(Nernstequation)表達(dá)了濃度對(duì)電動(dòng)勢(shì)(包括電池電動(dòng)勢(shì)和電極電勢(shì))的影響。德國化學(xué)家W.能斯特第18頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月能斯特方程表達(dá)式氧化態(tài)+ze-還原態(tài)注:1、a、b的值半反應(yīng)式中相應(yīng)的系數(shù)2、若組成氧化還原電極的某物質(zhì)是固體或純液體，則不列入方程式，若為氣體，則用分壓表示。室溫下3、若電極反應(yīng)中有H+、OH-參與，這些離子的濃度應(yīng)根據(jù)反應(yīng)列入方程式中。第19頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月例3.2計(jì)算鋅離子濃度為0.001mol·dm-3溶液中鋅電極的電極電勢(shì)（298.15K）解：Zn2++2e-=Zn已知c(Zn2+)=0.001mol·dm-3,還原態(tài)為固態(tài)，查表得φθ(Zn2+/Zn)=-0.7618v,帶入能斯特方程得第20頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月例3.3討論中性溶液中H+/H2的電極電勢(shì)（298.15K,

p(H2)=100.0kPa)解：2H++2e-=H2C(H+)=1.0X10-7mol·dm-3查表得：φθ(H+/H2)=0.00v,帶入能斯特方程得第21頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月例3.4計(jì)算OH-離子濃度為0.1mol·dm-3時(shí)，O2/OH-的電極電勢(shì)（298.15K,p(O2)=100.0kPa)解：O2+2H2O+4e-=4OH-n=4已知c(OH-)=0.1mol·dm-3,p(O2)=100.0kPa查表得：φθ(O2/OH-)=0.401v,帶入能斯特方程得第22頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月例3.5當(dāng)c(H+)=10mol·dm-3時(shí)，計(jì)算Cr2O72-/Cr3+電對(duì)的電極電勢(shì)（其他條件均為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)）解：Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2On=6

查表得：φθ(Cr2O72-/Cr3+)=1.232v,帶入能斯特方程得第23頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.3電極電勢(shì)和原電池的應(yīng)用（1）確定金屬的活動(dòng)性順序（2）計(jì)算原電池的電動(dòng)勢(shì)（3）判斷氧化劑和還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱（4）判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向（5）選擇合適的氧化劑和還原劑（6）判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的次序（7）求平衡常數(shù)（8）求溶度積常數(shù)（9）估計(jì)反應(yīng)進(jìn)行的程度第24頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1.判斷原電池的正負(fù)極，計(jì)算電池電勢(shì)負(fù)極：電極電勢(shì)代數(shù)值較小的電極。正極：電極電勢(shì)代數(shù)值較大的電極。電池電勢(shì)E=正極電勢(shì)-負(fù)極電勢(shì)注：標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，直接查表比較。非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，要根據(jù)能斯特方程計(jì)算出電極電勢(shì)，再來比較。第25頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月例3.6判斷下列原電池的正負(fù)極，并計(jì)算E.電池符號(hào)：

Zn(S)IZn2+(0.001mol·dm-3)IIZn2+(1.0mol·dm-3)IZn(s)解：根據(jù)能斯特方程，當(dāng)c(Zn2+)=0.001mol·dm-3)時(shí)：電池電勢(shì)：第26頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2判斷氧化劑和還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱

顯然，下面電對(duì)的氧化態(tài)可以氧化上面電對(duì)的還原態(tài)，有人把它叫作對(duì)角線規(guī)則。

氧化態(tài)+ne-還原態(tài)Eq/V-3.045-0.7630.0000.3371.362.87Li++e-LiZn2++2e-Zn

2H++2e-H2Cu2++2e-Cu

Cl2+2e-2Cl-

F2+2e-2F-

氧化態(tài)的氧化性增強(qiáng)還原態(tài)的還原性增強(qiáng)第27頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向例：判斷標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，下列反應(yīng)能否發(fā)生2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+

查表得：說明Fe3+的氧化能力大于Sn4+，上述反應(yīng)可以反生。若組裝成原電池，電池符號(hào)為：（-）（Pt)ISn4+,Sn2+IIFe3+,Fe2+I(Pt)(+)自發(fā)反應(yīng)進(jìn)行的方向：較強(qiáng)的氧化劑與較強(qiáng)的還原劑反應(yīng)生成較弱的氧化劑與較弱的還原劑第28頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月熱力學(xué)上分析氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向：恒溫恒壓下，化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向：△G<0反應(yīng)正向自發(fā)?！鱃=-nEF即：-nEF<0E>0即：注意：非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，要根據(jù)能斯特方程計(jì)算出電極電勢(shì)，再來比較。第29頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月例3.7試判斷Pb2++Sn=Pb+Sn2+，c(Pb2+)=0.1mol·dm-3，

c(Sn2+)=1.0mol·dm-3時(shí)反應(yīng)能否自發(fā)向右進(jìn)行？解：查表：根據(jù)能斯特方程計(jì)算得：假設(shè)反應(yīng)能夠自發(fā)向右進(jìn)行，說明反應(yīng)不能自發(fā)向右進(jìn)行，而是逆向進(jìn)行。第30頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月電極電勢(shì)代數(shù)值較小的還原態(tài)物質(zhì)可以還原電極電勢(shì)代數(shù)值較大的氧化態(tài)。電極電勢(shì)代數(shù)值較大的氧化態(tài)物質(zhì)可以氧化電極電勢(shì)代數(shù)值較小的還原態(tài)物質(zhì)。電極電勢(shì)代數(shù)值差別越大的氧化還原反應(yīng)越容易發(fā)生，而且優(yōu)先發(fā)生。第31頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月4判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度電化學(xué)電池達(dá)到平衡時(shí)電池不再產(chǎn)生電流(E池＝0V),對(duì)實(shí)用電化學(xué)電池而言,平衡狀態(tài)則意味著電池耗盡.由于平衡狀態(tài)下所以△rG0=-RTlnK0=-2.303RTlgK0△rG0=-nFE0-nFE0=-2.303RTlgK0第32頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月求下列反應(yīng)在298K時(shí)的平衡常Kq

Zn+Cu2+(1.0mol/L)=Zn2＋(1.0mol/L)+Cu第33頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.3.2化學(xué)電源實(shí)用電池的條件：1.電池反應(yīng)要迅速，具備一定的電壓，并且整個(gè)電池在工作中，均能保持恒定值。2.電池壽命要長，體積小，使用方便。3.電池要堅(jiān)固，易于攜帶，若能再次充電，效益更大。4.要價(jià)廉。第34頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月介紹幾種常用的電池：（1）鎘-鎳蓄電池（堿性電池）電池符號(hào)(-)CdIKOH(20%)INi(OH)3IC(+)負(fù)極反應(yīng)：Cd+2OH-=Cd(OH)2+2e-正極反應(yīng)：2Ni(OH)3+2e-=2Ni(OH)2+2OH-電池反應(yīng)：Cd+2Ni(OH)3=Cd(OH)2+2Ni(OH)2

特點(diǎn)：重量輕，體積小，抗震性好，堅(jiān)固耐用，應(yīng)用：工業(yè)，小型電子器件。第35頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)鋰-錳電池電池符號(hào)(-)LiILiClO4IMnO2IC(+)負(fù)極反應(yīng)：Li=Li++2e-正極反應(yīng)：MnO2+Li+2e-=LiMnO2電池反應(yīng)：Li+MnO2=LiMnO2特點(diǎn)：高能電池應(yīng)用：無線電通信設(shè)備、大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路、電子計(jì)算機(jī)、錄音機(jī)、照相機(jī)、助聽器、測(cè)試儀等。第36頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）燃料電池（氫氧燃料電池）電池符號(hào)(-)CIH2IKOH(30%)IO2IC(+)負(fù)極反應(yīng)：2H2+4OH-=4H2O+4e-正極反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH-電池反應(yīng)：2H2+O2=2H2O特點(diǎn)：高效第37頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4電解及其應(yīng)用電解：使電流通過電解質(zhì)溶液而引起的氧化還原反應(yīng)過程稱為電解。能量轉(zhuǎn)化：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。陽極：跟電源正極相連的一極。反應(yīng)：2Cl--2e-=Cl2陰極：跟電源的負(fù)極相連的一極。反應(yīng)：Cu2++2e-=Cu第38頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4.2分解電壓分解電壓：電解時(shí)，外電源對(duì)電解池兩極所施加的電壓必須高于一定的數(shù)值時(shí)，電流才能通過電解液，使電解順利進(jìn)行，能使電解順利進(jìn)行的最低電壓稱作分解電壓。理論分解電壓：電解時(shí)，兩極的電解產(chǎn)物又組成一個(gè)原電池，原電池的電動(dòng)勢(shì)與外加電壓方向相反，要使電解反應(yīng)順利進(jìn)行，外加電壓必須克服這一電動(dòng)勢(shì)，這一電動(dòng)勢(shì)就是理論分解電壓。第39頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月例：以Pt做電極，電解0.1mol·dm-3的NaOH溶液時(shí)，在陽極析出O2,陰極析出H2，它們分別吸附在鉑片上組成氫氧原電池。

電池符號(hào)(-)PtIH2INaOH(0.1mol·dm-3)IO2IPt(+)原電池的電動(dòng)勢(shì)是正極（氧電極）的電極電勢(shì)和負(fù)極（氫電極）的電極電勢(shì)的差。0.1mol·dm-3的NaOH溶液中，c(OH-)=0.1mol·dm-3,c(H+)=

0.1×10-13mol·dm-3正極反應(yīng)：2H2O+O2+4e-=4OH-電極電勢(shì)第40頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月負(fù)極反應(yīng)：H2=2H++2e-電極電勢(shì)：電池電勢(shì)電解0.1mol·dm-3的NaOH溶液的理論分解電壓即為0.12V.第41頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)際分解電壓：理論上，只要外加電壓大于理論電壓，電解就能進(jìn)行，但實(shí)際上，當(dāng)外電壓略大于理論電壓時(shí)，電解電流仍很小，只有外電壓大于一定值，電解才能順利進(jìn)行，這種使電解順利進(jìn)行的最低電壓稱作實(shí)際電壓。原因：電解液的內(nèi)阻電極的極化作用（濃差極化、超電壓）濃差電勢(shì)：電解時(shí)。離子在電極上放電，電極附近的離子濃度小于溶液中其他地區(qū)，結(jié)果形成了濃差電池，其電動(dòng)勢(shì)與外加電勢(shì)相對(duì)抗，因而使外加電勢(shì)增大。消除措施：升溫、攪拌。第42頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月超電勢(shì)：電解時(shí)，在電極上析出產(chǎn)物，由于受到離子放電、原子結(jié)合成分子，氣泡產(chǎn)生等原因的影響，結(jié)果在陰極上放電的離子相應(yīng)減少，陰極上電子過剩，所以陰極電勢(shì)代數(shù)值變小，陽極上放電的離子也相應(yīng)變小，陽極電子不足，所以陽極電勢(shì)代數(shù)值變大。這種原因引起的極化作用叫超電勢(shì)。超電壓：陽極超電勢(shì)與陰極超電勢(shì)的和。第43頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4.3電解產(chǎn)物的一般規(guī)律1.溶液中：陽極上：氧化反應(yīng)，越容易給出電子的物質(zhì)先反應(yīng)。即：電極電勢(shì)較小的還原物質(zhì)。陰極上：還原反應(yīng)，越容易結(jié)合電子的物質(zhì)先反應(yīng)。即：電極電勢(shì)較大的氧化物質(zhì)。第44頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月水溶液中的電解規(guī)律陰極：(1)電極電勢(shì)代數(shù)值大于Al的金屬離子總是先獲得電子：Mn++ne-=M(2)電極電勢(shì)代數(shù)值小于Al（包括Al）的金屬離子，在水溶液中不放電，而是H+放電。2H++2e-=H2第45頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月陽極：(1)除Pt、Au之外的可溶性的金屬陽極首先失去電子。M=Mn++ne-

(2)簡單離子(惰性電極)S2-、I-、Br-、Cl-先失去電子。2Cl--2e-=Cl2(3)復(fù)雜離子一般不失去電子，而是水中的OH-失去電子。2OH--2e-=H2O+1/2O2

第46頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月例：用石墨做電極，電解Na2SO4溶液，寫出電極與電解反應(yīng)。陰極：4H++4e-=2H2陽極：4OH-=2H2O+O2+4e-

電解反應(yīng)：2H2O=2H2+O2例：用金屬鎳做電極，電解NiSO4溶液，寫出電極與電解反應(yīng)。陰極：Ni2++2e-=Ni陽極：Ni=Ni2++2e-電解反應(yīng)：Ni2++Ni=Ni+Ni2+第47頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4.4電解的應(yīng)用工業(yè)上（1）機(jī)械加工和表面處理。電鍍：將一種金屬沉積到另一種基材表面的過程。（2）精煉金屬第48頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.5金屬的腐蝕與防護(hù)金屬腐蝕：金屬表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用引起的破壞。種類：化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕第49頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.5.1化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕：金屬在高溫下與腐蝕氣體或非電解質(zhì)發(fā)生的純化學(xué)作用而引起的腐蝕現(xiàn)象。遵循化學(xué)規(guī)律，溫度越高，反應(yīng)速率越快。例如：鐵在800-1000℃時(shí)氧化極為顯著，生成三層氧化物，從內(nèi)到外依次是：FeO,Fe3O4,Fe2O3.如果周圍環(huán)境有酸性氣體，如;HCl,H2S等氣體可與鐵發(fā)生反應(yīng)。Fe+H2S=FeS+H2生成的FeS夾在金屬晶格之間，使鐵溫度下降，生成的H2以原子狀態(tài)溶于鐵中，接著氫原子擴(kuò)散并聚集于鐵的缺陷處，而使鐵變脆，這種現(xiàn)象叫氫脆。第50頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月碳鋼在高溫時(shí)，鋼中的碳與環(huán)境中的O2、H2、H2O（g)發(fā)生反應(yīng)。C+O2=CO2C+2H2=CH4C+CO2=2COC+H2O=H2+CO生成的氣體離開鋼的表面向內(nèi)部擴(kuò)散，而碳鋼內(nèi)部的碳不斷向反應(yīng)區(qū)域擴(kuò)散，使得靠近反應(yīng)區(qū)域的鐵層中含碳量不斷減少，于是形成了脫碳層，這種現(xiàn)象叫脫碳。脫碳使鋼的機(jī)械性能如強(qiáng)度和硬度大大降低。第51頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.5.2電化學(xué)腐蝕金屬與電解質(zhì)接觸時(shí)，金屬表面形成原電池，稱作腐蝕電池。電池的負(fù)極稱作陽極，電池的正極稱作陰極，陽極上進(jìn)行氧化反應(yīng)，使陽極溶解，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，一般只是傳遞電子。金屬與雜質(zhì)構(gòu)成兩個(gè)電極，空氣中的水分及O2,CO2,SO2及汗液中的NaCl構(gòu)成電解質(zhì)。第52頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月析氫腐蝕鐵的表面吸附了一層水膜，在水膜中溶解了CO2,SO2等氣體，發(fā)生如下反應(yīng)：鐵浸在其中，形成原電池，鐵為陽極（負(fù)極），雜質(zhì)為陰極（正極）。陽極：陰極：電池反應(yīng)：第53頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月吸氧腐蝕介質(zhì)中的酸性較弱或接近中性時(shí)腐蝕反應(yīng)仍在進(jìn)行。陽極：陰極:電池反應(yīng)：第54頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月差異充氣腐蝕鐵棒插于潮濕的土壤中時(shí)，因氧的濃度不同而引起的一種腐蝕