1.3.1 金属的电化学腐蚀 课件 (共20张PPT) 苏教版（2019） 选择性必修1

(共20张PPT)
选 择 性 必 修 一
学
化
J
S
第三单元 金属的腐蚀与防护
1 金属的电化学腐蚀
我们已经知道，钢铁生锈是铁与空气中的氧气及水蒸气反应的结果。那么，空气中的氧气和水蒸气是怎样使钢铁生锈的呢？
温故知新
金属腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
金属的腐蚀可分为化学腐蚀与电化学腐蚀两种。
化学腐蚀是指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。
电化学腐蚀是指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。
钢铁在潮湿的空气中生锈就是最典型的电化学腐蚀。在日常生活中，电化学腐蚀现象比化学腐蚀现象严重得多。
根据环境的不同，钢铁的电化学腐蚀又可以分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
金属阳离子
失e-
氧化反应
金属原子
金属腐蚀的本质：
化学腐蚀 电化学腐蚀
条件 金属跟氧化剂直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触
现象 无电流产生 有微弱电流产生
本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化
联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍
化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
向铁粉中加入少量炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的两支具支试管（分别标记为 a、b）中，按图1-29组装好仪器。几分钟后，打开止水夹，观察、
比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的
变化和试管中的现象，思考下列问题：
观察思考
1. 向铁粉中加入炭粉的作用是什么？
2.两个实验的现象有何差异？产生差异的可能原因是什么？
通常情况下，在潮湿的空气中，钢铁表面凝结了一层溶解有氧气的水膜，它与钢铁中的碳和铁形成了原电池。这些微小的原电池遍布钢铁的表面。在这些原电池中，铁是负极，碳是正极，在两电极分别发生氧化反应、还原反应而导致钢铁腐蚀。由于上述电化学腐蚀过程中吸收氧气，因此称为吸氧腐蚀。
铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀的电极反应式及电池总反应式如下：
Fe(OH)2进一步被O2氧化生成Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水生成Fe2O3·nH2O，它就是铁锈的主要成分。
4Fe(OH)2 ＋ O2 ＋ 2H2O=4Fe(OH) 3
如果钢铁表面水膜的酸性较强，此时正极就会析出氢气发生析氢腐蚀。其电极反应式如下：
随着氢气的析出，水膜的pH上升，Fe 2＋ 与OH－ 结合生成Fe(OH) 2，Fe(OH) 2继续与空气中的O 2作用，生成Fe(OH) 3，进而形成铁锈。
交流讨论
铁生锈除了必须有空气及水的参与之外，还受其他一些因素的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。
1. 相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。
2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。
3. 用于固定铜板的铁螺丝容易生锈。
4. 当化工厂排出的废气为酸性时，工厂附近的铁制品容易生锈。
从本质上看，金属的电化学腐蚀和化学腐蚀都是金属原子失去电子而被氧化的过程。在一般情况下，这两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率也大得多。
若液面上升，则溶液呈 ，
发生 腐蚀,电极反应式为：
负极： ,
正极： 。
如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
若液面下降，则溶液呈 ，
发生 腐蚀，电极反应式为：
负极： ，
正极： 。
弱酸性或中性
吸氧
2Fe －4e－＝2Fe2+
O2+2H2O+4e－＝4OH－
较强酸性
析氢
Fe － 2e－＝Fe2+
2H++2e－＝H2↑
金属的腐蚀的影响因素
家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而食品罐头放在南极近90年了，却很少生锈，你知道为什么吗？
温度的升高会加快化学反应速率
1.金属越活泼，就越容易被腐蚀。
注：镁、铝、铬能在金属表面形成致密的氧化膜，阻止金属进一步氧化，具有良好的耐腐蚀性
2.介质对金属腐蚀的影响
金属在潮湿的空气、腐蚀性气体或电解质溶液中更容易腐蚀
3、金属纯度越高，越难腐蚀。
思考：还有哪些能影响金属腐蚀的快慢？
金属腐蚀快慢的规律
1、同一金属腐蚀快慢规律
活动性不同的两金属，活动性差别越大，构成原电池时，活泼金属腐蚀越快。
原电池负极引起的腐蚀
原电池正极引起的腐蚀
电解池阳极引起的腐蚀
电解池阴极引起的腐蚀
＞
＞
自发的氧化还原反应的
外界强加的电流，电子移动速度快
2、不同金属腐蚀快慢规律
下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
(6)＞
(3)＞
(2)＞
(1)＞
(4)
(5)
＞
下列叙述中正确的是（ ）
A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍
B.钢铁在干燥空气里不易腐蚀
C.用铝质铆钉接铁板，铁板易被腐蚀
D.马口铁(镀锡)的表面一旦破损，铁腐蚀加快
E.白铁(镀锌)的表面一旦破损，铁腐蚀加快
A
B
D
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观
谢
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