人教版高中化学选修4 4.4 金属的电化学腐蚀与防护（课件） （共31张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修4 4.4 金属的电化学腐蚀与防护（课件） （共31张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2016-06-08 00:17:56 | ||
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文档简介
课件31张PPT。第四节 金属的电化学腐蚀与防护钢铁生锈金属的腐蚀在生活中非常普遍铜器生锈铜器表面生成铜绿我国作为世界上钢铁产量最多的国家，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%～4%。
金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。 面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？阅读课本回答以下问题：1.什么是金属腐蚀？其本质是什么？2.金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，两者有何不同？金属的电化学腐蚀金属的腐蚀金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。M - ne- → Mn+化学腐蚀金属跟接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）或非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。电化学腐蚀不纯的金属或合金与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化而消耗的过程叫做金属的电化学腐蚀。2018/11/199化学腐蚀电化学腐蚀Zn腐蚀速率：③＞①＞⑤
Fe腐蚀速率： ⑤＞④＞②金属跟干燥气体或非电解质液体直接接触不纯金属或合金
跟电解质溶液接触无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化与接触物质的氧化性及温度有关与电解质溶液的酸碱性及金属活性有关两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍化学腐蚀与电化学腐蚀的区别钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢?在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等气体，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。2018/11/1912负极： Fe - 2e- = Fe2+正极： 2H++ 2e- =H2请写出下列电极方程式？A钢铁的析氢腐蚀示意图总反应： 2H++ Fe =Fe2+ +H2条件：酸性环境钢铁的析氢腐蚀溶液反应：
Fe2++ 2OH- =Fe(OH)2
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-A负极： Fe - 2e- = Fe2+总反应: 2Fe +O2 + 2H2O =2Fe(OH)2 条件：中性或酸性极弱环境钢铁的吸氧腐蚀将用酸洗除锈的铁钉，在饱和食盐水浸泡后放在如图所示
的装置中，几分钟后观察导管中水柱的变化实验现象：几分钟后,装置中的导管中水柱上升说明装置中有气体参加反应。结论：水膜呈酸性水膜呈弱酸性或呈中性2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3·nH2O通常两种腐蚀同时存在,但以吸氧腐蚀为主Fe-2e- = Fe2+ 2Fe-4e- = 2Fe2+O2+4e-+2H2O=4OH-〖讨论〗鉴于金属发生腐蚀的原因，我们可以从哪些
方面设想解决问题的思路 ？思路一：直接隔离
即可选用适当的材料使金属与空气或其他腐蚀性试剂隔离开，以阻止金属的腐蚀。 1、给金属穿上“保护膜”
例如：①喷涂漆；②涂油脂；③表面钝化；④电镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层)等。二、金属的防护思路二：改变本质
即改变金属的内部组成结构，使其具有较强的抗腐蚀性能。 2、加入其他金属改变其组成
在钢铁中加入一定比例的铬和镍（如14%～8%Cr，7%～9%Ni），改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”(合金)。 思路三：因势利导
电化学腐蚀还是用电化学方法来解决，不回避金属与氧化剂的直接接触，采用还原性更强的物质或其他替代方式来满足氧化剂对电子的需求，从而保护主体金属构件免受腐蚀。 3、电化学防护法——重点掌握牺牲阳极的阴极保护法
外加直流电源的阴极保护法原理：形成原电池时，让被保护金属作正极(阴极)，不反应受到保护；而活泼金属作负极(阳极)，反应受到腐蚀。1.牺牲阳极的阴极保护法金属的电化学防护 牺牲阳极的阴极保护法2.外加电流的阴极保护法
将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极，用惰性电极做辅助阳极，在外加直流电作用下，电子被迫流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零。金属的电化学防护 在同一电解质溶液中防腐措施由好到坏的顺序如下：
外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件 下列各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 。(5)(2) (1)(3)(4)金属腐蚀快慢的判断
(1)与构成微电池两极的材料有关。两极材料的活动性
差别越大，氧化还原反应的速率越 ，活泼金属被
腐蚀的速度越 。
(2) 电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的
腐蚀 化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀。
(3)同一种金属的腐蚀：在强电解质中______
弱电解质中 非电解质中。
(4)一般说来：原电池原理引起的腐蚀 化学
腐蚀 有防腐措施的腐蚀。>>>>>快快>>1.钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是( )
① Fe由单质转化为+2价；
② Fe由+2价转化为+3价；
③ 产生氢气；
④产生氧气；
⑤ 杂质C被氧化除去；
⑥ Fe（OH）3失水变成Fe2O3·3H2O.
A.①②③⑥ B.①③④ C.只有①③ D.全部A2.为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方法是( )
A.与直流电源负极相连接
B.与直流电源的正极相连接
C.与铜板相连接
D.与锌板相连接AD3.以下现象与电化学腐蚀无关的是（ ）
A.黄铜(铜锌合金)制作的锣不易产生铜绿
B.生铁比纯铁容易生锈
C.铁质配件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
D.银质物品久置表面变暗DA.潮湿疏松透气的土壤中
B.含铁元素较多的酸性土壤中
C.干燥致密不透气的土壤中
D.含碳量较高，潮湿透气的中性土壤中4.下列情况下，埋在地下的输油铸铁管道被腐蚀最慢的
是（ ）C
金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。 面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？阅读课本回答以下问题：1.什么是金属腐蚀？其本质是什么？2.金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，两者有何不同？金属的电化学腐蚀金属的腐蚀金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。M - ne- → Mn+化学腐蚀金属跟接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）或非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。电化学腐蚀不纯的金属或合金与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化而消耗的过程叫做金属的电化学腐蚀。2018/11/199化学腐蚀电化学腐蚀Zn腐蚀速率：③＞①＞⑤
Fe腐蚀速率： ⑤＞④＞②金属跟干燥气体或非电解质液体直接接触不纯金属或合金
跟电解质溶液接触无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化与接触物质的氧化性及温度有关与电解质溶液的酸碱性及金属活性有关两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍化学腐蚀与电化学腐蚀的区别钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢?在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等气体，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。2018/11/1912负极： Fe - 2e- = Fe2+正极： 2H++ 2e- =H2请写出下列电极方程式？A钢铁的析氢腐蚀示意图总反应： 2H++ Fe =Fe2+ +H2条件：酸性环境钢铁的析氢腐蚀溶液反应：
Fe2++ 2OH- =Fe(OH)2
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-A负极： Fe - 2e- = Fe2+总反应: 2Fe +O2 + 2H2O =2Fe(OH)2 条件：中性或酸性极弱环境钢铁的吸氧腐蚀将用酸洗除锈的铁钉，在饱和食盐水浸泡后放在如图所示
的装置中，几分钟后观察导管中水柱的变化实验现象：几分钟后,装置中的导管中水柱上升说明装置中有气体参加反应。结论：水膜呈酸性水膜呈弱酸性或呈中性2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3·nH2O通常两种腐蚀同时存在,但以吸氧腐蚀为主Fe-2e- = Fe2+ 2Fe-4e- = 2Fe2+O2+4e-+2H2O=4OH-〖讨论〗鉴于金属发生腐蚀的原因，我们可以从哪些
方面设想解决问题的思路 ？思路一：直接隔离
即可选用适当的材料使金属与空气或其他腐蚀性试剂隔离开，以阻止金属的腐蚀。 1、给金属穿上“保护膜”
例如：①喷涂漆；②涂油脂；③表面钝化；④电镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层)等。二、金属的防护思路二：改变本质
即改变金属的内部组成结构，使其具有较强的抗腐蚀性能。 2、加入其他金属改变其组成
在钢铁中加入一定比例的铬和镍（如14%～8%Cr，7%～9%Ni），改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”(合金)。 思路三：因势利导
电化学腐蚀还是用电化学方法来解决，不回避金属与氧化剂的直接接触，采用还原性更强的物质或其他替代方式来满足氧化剂对电子的需求，从而保护主体金属构件免受腐蚀。 3、电化学防护法——重点掌握牺牲阳极的阴极保护法
外加直流电源的阴极保护法原理：形成原电池时，让被保护金属作正极(阴极)，不反应受到保护；而活泼金属作负极(阳极)，反应受到腐蚀。1.牺牲阳极的阴极保护法金属的电化学防护 牺牲阳极的阴极保护法2.外加电流的阴极保护法
将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极，用惰性电极做辅助阳极，在外加直流电作用下，电子被迫流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零。金属的电化学防护 在同一电解质溶液中防腐措施由好到坏的顺序如下：
外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件 下列各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 。(5)(2) (1)(3)(4)金属腐蚀快慢的判断
(1)与构成微电池两极的材料有关。两极材料的活动性
差别越大，氧化还原反应的速率越 ，活泼金属被
腐蚀的速度越 。
(2) 电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的
腐蚀 化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀。
(3)同一种金属的腐蚀：在强电解质中______
弱电解质中 非电解质中。
(4)一般说来：原电池原理引起的腐蚀 化学
腐蚀 有防腐措施的腐蚀。>>>>>快快>>1.钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是( )
① Fe由单质转化为+2价；
② Fe由+2价转化为+3价；
③ 产生氢气；
④产生氧气；
⑤ 杂质C被氧化除去；
⑥ Fe（OH）3失水变成Fe2O3·3H2O.
A.①②③⑥ B.①③④ C.只有①③ D.全部A2.为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方法是( )
A.与直流电源负极相连接
B.与直流电源的正极相连接
C.与铜板相连接
D.与锌板相连接AD3.以下现象与电化学腐蚀无关的是（ ）
A.黄铜(铜锌合金)制作的锣不易产生铜绿
B.生铁比纯铁容易生锈
C.铁质配件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
D.银质物品久置表面变暗DA.潮湿疏松透气的土壤中
B.含铁元素较多的酸性土壤中
C.干燥致密不透气的土壤中
D.含碳量较高，潮湿透气的中性土壤中4.下列情况下，埋在地下的输油铸铁管道被腐蚀最慢的
是（ ）C