人教化学选修4第四章第四节　金属的电化学腐蚀与防护（共21张PPT）

(共21张PPT)
第四节
金属的电化学腐蚀与防护
第四章
电化学基础
锈迹斑斑
铁生锈（铁锈主要成分Fe2O3.xH2O）
金属的腐蚀在生活中非常普遍
钢铁生锈
铜器生锈
铜器表面生成铜绿
科学探究
现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、NaCl溶液、CH3COOH溶液和煮沸后迅速冷却的蒸馏水、无水氯化钙、棉花，你也可以选用其他物品，设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率快。
不同条件下铁钉的腐蚀
铁钉表面有较多铁锈
无锈蚀
植物油
铁钉表面有较多铁锈
与空气接触部分有铁锈
无锈蚀
铁钉与空气、水同时接触才会锈蚀，且有电解质溶液时锈蚀加快，相同时间产生更多的铁锈。
实验方案
煮沸后迅速冷却的蒸馏水
棉花与无水氯化钙
煮沸后迅速冷却的蒸馏水
NaCl溶液
CH3COOH溶液
记录
结论
1.金属的电化学腐蚀：
不纯的金属与电解质溶液接触时，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化。
一、金属的腐蚀
金属跟接触到的干燥气体（如SO2、Cl2、O2等）或非电解质溶液（石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
2.化学腐蚀：
化学腐蚀的速度随温度升高而加快
化学腐蚀：
家用燃气灶的中心部位很容易生锈
食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈
温度对化学腐蚀的影响：
升温加快金属腐蚀
降温减慢金属腐蚀
钢铁腐蚀
水膜呈强酸性
水膜呈中性或弱酸性
Fe-2e-=Fe2+
2Fe-4e-=2Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH-
2H++2e-=H2
2H++Fe=Fe2++H2
2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
金属的腐蚀以电化腐蚀为主，
电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主。
2Fe(OH)3=Fe2O3
·
xH2O+（3-x）H2O
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
电极反应
负极Fe(-)
正极C(+)
总反应
联系
金属与接触
物直接反应
不纯金属或合金与电解质溶液形成原电池
无电流产生
有电流产生
金属被腐蚀
较活泼金属被腐蚀
化学腐蚀与电化学腐蚀比较
电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多，腐蚀速度也快很多
M
-
ne-
=
Mn+(发生氧化反应)
类型
化学腐蚀
电化学腐蚀
发生的条件
电流
本质
相互
关系
请解释解释图片中出现的现象的原因。
由于铁钉发生吸氧腐蚀，氧气被消耗掉，导致具支试管内的压强降低，外界大气压把水压入导管内。
用牺牲锌块的方法来保护
船身上装锌块
二、金属的电化学防护
把锌换成铜块效果如何？
1、牺牲阳极的阴极保护法
2、外加电流的阴极保护法
二、金属的电化学防护方法
外加电流的阴极保护法：
将被保护的钢铁设备（如钢闸门）连在电源的负极，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。
外加电流的阴极保护法示意图
1、牺牲阳极的阴极保护法
2、外加电流的阴极保护法
二、金属的电化学防护方法
3、其他方法
危害：损失金属材料，损失设备
本质：
金属的腐蚀
特征：伴有电流
电化学
腐蚀
析氢腐蚀
吸氧腐蚀（主）
化学腐蚀
地位：次要
特征：无电流产生
地位：主要
小结
类型及
危害
类型
M-ne-=Mn+
氧化反应
金属防护
本质：
方法
应用电化学保护
其他
牺牲阳极的阴极保护法
外加电流的阴极保护法
改变金属的内部结构
在金属表面盖保护层
阻止M-ne-=Mn+
的发生
三、（扩展）判断金属腐蚀快慢的规律
不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而耗损。金属的腐蚀的快慢与下列两种因素有关：
（1）与构成原电池的材料有关。两级材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率越快。
（2）与金属所接触的电解质强弱有关。活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质中的腐蚀。