幻灯片 1第四章 电化学基础
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
----
幻灯片 2学习目标:
1.了解化学腐蚀与电化学腐蚀。
2.能解释金属发生电化学腐蚀的原因 。
3.认识金属腐蚀的危害,知道防护金属腐蚀的方法 。
重点:吸氧腐蚀与析氢腐蚀、金属的电化学防护
难点:金属发生电化学腐蚀的原因
----
幻灯片 3 以石墨作电极,电解下列水溶液,写出电极反应及电解总反应式?
课前复习
第一组:HCl
第二组:KOH
第三组:AgNO3
第四组:KCl
----
幻灯片 4阅读:短命的游艇
有一位追赶时髦富翁决定建造一艘海上游艇,为了使游
艇奢侈豪华,他不惜重金让造船师用昂贵、漂亮对海水又很
强抗腐蚀能力的镍铜合金将船底包起来,由于这种镍铜合金
的机械强度不够大,于是造船师不得不用特种的钢来制造游
艇的许多零件,在一片赞美声中,游艇徐徐下水,畅游于碧
海波涛之中,可是未过数日,这艘游艇底部由于千疮百孔,
过早地结束了生命。你知道这是为什么吗?
----
幻灯片 5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( 200 5年我国国内生产总值将达15万亿
元) 。 Zx````xk
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。
阅读:你有何感想
----
幻灯片 6 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。
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,金属是怎么会被腐蚀?怎样防腐?
----
幻灯片 7阅读课本P84~85
1.什么是金属腐蚀?有哪些类别?
2.化学腐蚀和哪些因素有关?
3.什么是电化学腐蚀?有哪些类别?分别发生哪些电极反应?
----
幻灯片 8金属阳离子
失e-
氧化反应
(三)金属腐蚀的类型
化学腐蚀
电化腐蚀
一、 金属的电化学腐蚀
金属原子
(二)金属腐蚀的本质
(一)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+
知识总结
----
幻灯片 91.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。
影响因素:和接触物质的氧化性及温度有关。
2.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。
电化学腐蚀的类型
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
知识总结
铁在干燥的空气中易生锈还是铁在潮湿的空气中却易生锈,为什么?
----
幻灯片 10钢铁表面形成的微小原电池示意图
----
幻灯片 11钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
思考:你能写出它们的电极反应式?
----
幻灯片 12钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
(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、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
----
幻灯片 13思考与交流
1. 铁锈的主要成份是什么?是怎样形成的?
2.将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡一下,放入如图所示的具支试管中.几分钟后,导管中的水柱上升了,你知道为什么吗? Zx````xk
Fe2O3 · xH2O,它是由Fe(OH)3脱去一部分水生成的。
----
幻灯片 14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、酸性很弱或碱性吸氧
Fe–2e-=Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH-
酸性
析氢
Fe–2e-=Fe2+
2H++2e-=H2↑
----
幻灯片 15探究一
镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀?为什么?
探究二
纯锌和粗锌哪个更易和酸反应?如果向酸中再加入硫酸铜又会什么现象?
----
幻灯片 16 请大家根据铁生锈的原理,思考应采取什么措施防止铁生锈?
请大家阅读课本P86-87
交流与讨论
----
幻灯片 17 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
原理 :
----
幻灯片 18牺牲阳极的阴极保护法示意图
----
幻灯片 192.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。 Zxx````k
外加电流的阴极
保护法示意图
----
幻灯片 20除此以外还有其它防护方法?
----
幻灯片 21 二、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
----
幻灯片 222.2000年5月,保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝:铜铸的牛首、猴首和虎首,普通铜器时间稍久容易出现铜绿,(其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]),这三件1760年铜铸的国宝在240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈,下列对起原因的分析,最可能的是 ( D )
A.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金;
B.环境污染日趋严重,它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去;
C.铜的金属活动性比氢小,因此不宜被氧化;
D.它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金;
课堂练习
----
幻灯片 233.下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
----
幻灯片 24作 业
课本P87~88:1、2、3、4、5、6、7、8、9、
----
【点此下载】