人教版高中化学选修四4-4：金属的电化学腐蚀和防护(23张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修四4-4：金属的电化学腐蚀和防护(23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 | 2020-08-11 11:55:37 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
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
被腐蚀的金属
因金属腐蚀而使桥梁坍塌
1、
2、
金属阳离子
失e-
氧化反应
金属腐蚀的类型
化学腐蚀
电化学腐蚀
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
（常见普遍）
金属原子
金属腐蚀的本质：
3、
金属腐蚀：
金属与周围的气体（或液体）发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
一、金属的电化学腐蚀
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，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。
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。
钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
钢铁在潮湿的空气中发生的电化学腐蚀的原理：
负极（Fe）：
Fe—2e—
=
Fe2+
正极（C）：
2H++2e—
=
H2↑
析氢腐蚀
或2H2O+O2+4e—
=
4OH—
吸氧腐蚀
电化学腐蚀
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
Fe2O3
·
nH2O
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
4.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
（铁锈）
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
烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含
NaCl），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分为Fe
2
O
3?nH2O）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么?
解析：属于电化学腐蚀。
因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因为Fe-C-NaCl形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。
原理
：
形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，受到保护；而活泼金属作负极，反应受到腐蚀
1、牺牲阳极的阴极保护法
二、金属的电化学防护
2、外加电流的阴极保护法
将被保护金属作为电解池的阴极（与外加直流电源的负极相连）在外加直流电的作用下使阴极得到保护。
金属腐蚀的快慢:
电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极>电解池阴极
同一金属在不同物质中腐蚀的快慢:
强电解质＞弱电解质＞非电解质
规律小结
例2：
下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是
C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；
A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲
上有H2气放出；
B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；
D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；
（C）
例1
：
下列制氢气的反应速率最快的是
粗锌和
1mol/L
硫酸；
B.
A.
纯锌和1mol/L
硫酸；
纯锌和18
mol/L
硫酸；
C.
粗锌和1mol/L
硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
D.
（
D
）
例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)
例4：
下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速
率由慢到快的顺序是
(4)
(2)
(1)
(3)
例5、
分析右图，按要求写出有关反应方程式：
（1）、铁棒上的电极反应式为：
（2）、碳棒上的电极反应式为：
（3）、溶液中发生反应的化学方程式：
镍—镉可充电电池可发生如下反应：
Cd+2NiO(OH)+2H2O
由此可知，该电池的负极材料是
Cd(OH)2+2Ni(OH)2
放电
充电
A.
Cd,
（
D
）
B.
NiO(OH),
D.
Ni(OH)2
C.
Cd(OH)2
2Fe+2H2O+O2=
2
Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
O2+2H2O+4e-＝4OH-
2Fe–4e-＝2Fe2+
例6、
1．把a、b、c、d 4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b相连时a为负极；c、d相连时电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时b上有大量气泡产生；则四种金属的活动性顺序由强到弱为：
(a>c>d>b)
练
习
1．下列方法可用于金属防护的是（
）
①原电池反应
②涂油漆
③电镀
④置于干燥环境
A．①③④
B．①②③
C．②③④
D．全部
D
2．有关金属腐蚀的论述，正确的是（
）．
A．金属的腐蚀一定伴有电流产生
B．Fe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀
C．发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是
作正极而被腐蚀
D．发生电化腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属
总是失电子
D
3、如图,
水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
中性或碱性
吸氧
Fe–2e-＝Fe2+
O2+2H2O+4e-＝4OH－
酸性
析氢
Fe–2e-＝Fe2+
2H++2e-＝H2↑
（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：
。
（2）、若液面下降，则溶液呈
性，
发生
腐蚀，电极反应式为：负极：
。
正极：
。
5.右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是(
)
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是：Fe-2e-﹦Fe2+
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢
腐蚀
6.
下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（
）
A.
纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B.
当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C.
在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
D.
可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
B
AC
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
被腐蚀的金属
因金属腐蚀而使桥梁坍塌
1、
2、
金属阳离子
失e-
氧化反应
金属腐蚀的类型
化学腐蚀
电化学腐蚀
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
（常见普遍）
金属原子
金属腐蚀的本质：
3、
金属腐蚀：
金属与周围的气体（或液体）发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
一、金属的电化学腐蚀
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，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。
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。
钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
钢铁在潮湿的空气中发生的电化学腐蚀的原理：
负极（Fe）：
Fe—2e—
=
Fe2+
正极（C）：
2H++2e—
=
H2↑
析氢腐蚀
或2H2O+O2+4e—
=
4OH—
吸氧腐蚀
电化学腐蚀
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
Fe2O3
·
nH2O
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
4.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
（铁锈）
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
烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含
NaCl），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分为Fe
2
O
3?nH2O）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么?
解析：属于电化学腐蚀。
因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因为Fe-C-NaCl形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。
原理
：
形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，受到保护；而活泼金属作负极，反应受到腐蚀
1、牺牲阳极的阴极保护法
二、金属的电化学防护
2、外加电流的阴极保护法
将被保护金属作为电解池的阴极（与外加直流电源的负极相连）在外加直流电的作用下使阴极得到保护。
金属腐蚀的快慢:
电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极>电解池阴极
同一金属在不同物质中腐蚀的快慢:
强电解质＞弱电解质＞非电解质
规律小结
例2：
下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是
C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；
A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲
上有H2气放出；
B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；
D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；
（C）
例1
：
下列制氢气的反应速率最快的是
粗锌和
1mol/L
硫酸；
B.
A.
纯锌和1mol/L
硫酸；
纯锌和18
mol/L
硫酸；
C.
粗锌和1mol/L
硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
D.
（
D
）
例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)
例4：
下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速
率由慢到快的顺序是
(4)
(2)
(1)
(3)
例5、
分析右图，按要求写出有关反应方程式：
（1）、铁棒上的电极反应式为：
（2）、碳棒上的电极反应式为：
（3）、溶液中发生反应的化学方程式：
镍—镉可充电电池可发生如下反应：
Cd+2NiO(OH)+2H2O
由此可知，该电池的负极材料是
Cd(OH)2+2Ni(OH)2
放电
充电
A.
Cd,
（
D
）
B.
NiO(OH),
D.
Ni(OH)2
C.
Cd(OH)2
2Fe+2H2O+O2=
2
Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
O2+2H2O+4e-＝4OH-
2Fe–4e-＝2Fe2+
例6、
1．把a、b、c、d 4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b相连时a为负极；c、d相连时电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时b上有大量气泡产生；则四种金属的活动性顺序由强到弱为：
(a>c>d>b)
练
习
1．下列方法可用于金属防护的是（
）
①原电池反应
②涂油漆
③电镀
④置于干燥环境
A．①③④
B．①②③
C．②③④
D．全部
D
2．有关金属腐蚀的论述，正确的是（
）．
A．金属的腐蚀一定伴有电流产生
B．Fe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀
C．发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是
作正极而被腐蚀
D．发生电化腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属
总是失电子
D
3、如图,
水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
中性或碱性
吸氧
Fe–2e-＝Fe2+
O2+2H2O+4e-＝4OH－
酸性
析氢
Fe–2e-＝Fe2+
2H++2e-＝H2↑
（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：
。
（2）、若液面下降，则溶液呈
性，
发生
腐蚀，电极反应式为：负极：
。
正极：
。
5.右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是(
)
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是：Fe-2e-﹦Fe2+
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢
腐蚀
6.
下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（
）
A.
纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B.
当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C.
在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
D.
可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
B
AC