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)
第四章
电化学基础
据国外统计，各国因金属腐蚀而造成的经济损失占到国内生产总值的2%~4%。
腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。
如造成飞机坠毁、桥梁塌陷、油管着火爆炸、
毒气泄漏等。
金属腐蚀的直接经济损失是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的６倍。
资
料
在
线
金属制品腐蚀的危害
我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值(GNP)的4%，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25%-30%。
它是由铜、锡及少量铝、铁、镍、硫组成的青铜合金。
思考：
1、什么是金属的腐蚀？（概念）
2、金属是怎样被腐蚀的？（原理）
3、如何防止金属被腐蚀？（防护）
一、金属腐蚀的概念及本质：
1：概念：是金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
2：本质:
M
-
ne-
=
Mn+
二、金属腐蚀的类型：
（1）化学腐蚀
金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。
（2）电化学腐蚀
不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀叫做电化学腐蚀。
钢铁表面形成的微小原电池示意图
负极：
2Fe
-
4e-
=
2Fe2+
正极：
O2
+
2H2O
+
4e-=
4OH-
电池反应：
2Fe+
O2+2H2O
=2Fe(OH)2
分析：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。如海水中。
吸氧腐蚀
正极：
2H++
2e-
=H2
↑
负极：
Fe
-
2e-
=
Fe2+
电池反应：
Fe
+
2H+
=Fe2+
+
H2
↑
析氢腐蚀
分析：酸性较强条件下，易发生析氢腐蚀。如酸雨严重的地方。
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
水膜呈较强的酸性
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
金属腐蚀的现象较过去更为严重，防止金属腐蚀，任重道远！
请大家根据金属腐蚀的本质，思考可以采取什么措施防止金属腐蚀？
三、金属的防护
(1)制成合金（不锈钢）——改善金属的内部组织结构(内因)
(2)在金属表面覆盖保护层——电镀、油漆、钝化等
(3)电化学保护法——牺牲阳极的阴极保护法、
外加直流电源的阴极保护法
牺牲阳极阴极保护法
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。
用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换
用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换
锌块
外加直流电源的阴极保护法
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。
[交流研讨]
你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?
知识总结
金属腐蚀
概念及本质
分类
化学腐蚀
电化学腐蚀
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
防护措施
负极：
Fe-2e-=Fe2+
正极：
2H++2e-=H2↑
电池反应：
Fe
+
2H+
=Fe2+
+
H2
↑
负极：
2Fe-4e-=2Fe2+
正极：
O2+2H2O+4e-=4OH-
2Fe+2H2O+O2=
2
Fe(OH)2
电池反应：
制成合金
在金属表面覆盖保护层
电化学保护法
牺牲阳极的阴极保护法
外加直流电源的阴极保护法
课堂练习
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↑
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
金属腐蚀快慢规律：电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极
1：试一试：利用身边的材料给家里的金属制品防腐
2：新思维90页的双基演练提升