人教版化学选修四第四章第四节—金属的电化学腐蚀与防护（共16张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版化学选修四第四章第四节—金属的电化学腐蚀与防护（共16张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 317.0KB | ||
| 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 | 2020-03-26 16:26:52 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
第四章 电化学基础
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
看后：你有何感想？
金属腐蚀
我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨） ，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%；约合人民币：3000亿元（ 2005年我国国内生产总值将达15万亿元） 。
根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。
另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。
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。
国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。
金属阳离子
失e-
氧化反应
3、金属腐蚀的类型
化学腐蚀
电化腐蚀
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
（常见普遍）
一、金属腐蚀
金属原子
2、金属腐蚀的本质
1、金属腐蚀：
是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
M – ne-→Mn+
负极： Fe - 2e- = Fe2+
正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
电池反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。
（1）吸氧腐蚀
正极： 2H++ 2e- =H2 ↑
负极： Fe - 2e- = Fe2+
（2）析氢腐蚀
电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 ↑
当钢铁处于酸性气氛中时，易发生析氢腐蚀；
析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。
化学腐蚀与电化腐蚀的比较:
金属跟非金属单质直接接触
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
两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍
化学腐蚀 电化腐蚀
条件
现象
本质
联系
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
Fe2O3 · nH2O
（铁锈）
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜呈酸性。
水膜呈中性或酸性很弱或碱性。
电极反应
负极Fe(- )
Fe-2e-=Fe2+
2Fe-4e-=2Fe2+
正极C(+)
2H++2e-=H2↑
O2+2H2O+4e-=4OH-
总反应:
Fe + 2H+ =
Fe2+ + H2 ↑
2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
联系
铁生锈除了必须有空气及水的参与外，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。
因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。
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。
是由于南极的温度常年在0℃以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行。
3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。
是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。
4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。
说明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。
课堂练习
1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）
若液面上升，则溶液呈 性，发生
腐蚀,电极反应式为：负极： ,
正极：
若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极：
正极： 。
（2）
中性或碱性
吸氧
Fe–2e-＝Fe2+
O2+2H2O+4e-＝4OH－
酸性
析氢
Fe–2e-＝Fe2+
2H++2e-＝H2↑
原理 ：
形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。
1.牺牲阳极保护法
二、金属的电化学保护
牺牲阳极的阴极保护法示意图
2.外加电流法
将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。
外加电流的阴极保护法示意图
除此以外还有其它防护方法？
金属防护的几种重要方法
①在金属表面覆盖保护层。
②改变金属内部的组织结构，制成合金。 ③电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。
小结
3.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
(5)
(2)
(1)
(3)
(4)
课堂练习
第四章 电化学基础
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
看后：你有何感想？
金属腐蚀
我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨） ，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%；约合人民币：3000亿元（ 2005年我国国内生产总值将达15万亿元） 。
根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。
另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。
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。
国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。
金属阳离子
失e-
氧化反应
3、金属腐蚀的类型
化学腐蚀
电化腐蚀
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
（常见普遍）
一、金属腐蚀
金属原子
2、金属腐蚀的本质
1、金属腐蚀：
是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
M – ne-→Mn+
负极： Fe - 2e- = Fe2+
正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
电池反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。
（1）吸氧腐蚀
正极： 2H++ 2e- =H2 ↑
负极： Fe - 2e- = Fe2+
（2）析氢腐蚀
电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 ↑
当钢铁处于酸性气氛中时，易发生析氢腐蚀；
析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。
化学腐蚀与电化腐蚀的比较:
金属跟非金属单质直接接触
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
两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍
化学腐蚀 电化腐蚀
条件
现象
本质
联系
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
Fe2O3 · nH2O
（铁锈）
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜呈酸性。
水膜呈中性或酸性很弱或碱性。
电极反应
负极Fe(- )
Fe-2e-=Fe2+
2Fe-4e-=2Fe2+
正极C(+)
2H++2e-=H2↑
O2+2H2O+4e-=4OH-
总反应:
Fe + 2H+ =
Fe2+ + H2 ↑
2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
联系
铁生锈除了必须有空气及水的参与外，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。
因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。
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。
是由于南极的温度常年在0℃以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行。
3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。
是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。
4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。
说明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。
课堂练习
1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）
若液面上升，则溶液呈 性，发生
腐蚀,电极反应式为：负极： ,
正极：
若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极：
正极： 。
（2）
中性或碱性
吸氧
Fe–2e-＝Fe2+
O2+2H2O+4e-＝4OH－
酸性
析氢
Fe–2e-＝Fe2+
2H++2e-＝H2↑
原理 ：
形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。
1.牺牲阳极保护法
二、金属的电化学保护
牺牲阳极的阴极保护法示意图
2.外加电流法
将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。
外加电流的阴极保护法示意图
除此以外还有其它防护方法？
金属防护的几种重要方法
①在金属表面覆盖保护层。
②改变金属内部的组织结构，制成合金。 ③电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。
小结
3.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
(5)
(2)
(1)
(3)
(4)
课堂练习