选修4 化学反应原理 第四章 电化学基础 第四节 金属的电化学腐蚀与防护课件 课件.ppt

第四节 金属的电化学腐蚀与防护 第四章 电化学基础 钢铁生锈 铁锈的主要成分： Fe2O3·xH2O 金属的腐蚀在生活中非常普遍 金属的腐蚀在生活中非常普遍 铜器生锈 铜绿的主要成分： Cu2(OH)2CO3 思考：金属腐蚀的本质是什么？ Fe→Fe2O3 0 +3 Cu→Cu2(OH)2CO3 0 +2 一、金属腐蚀 本质：M – ne- = Mn+（氧化反应） 1、定义：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。 铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。 铁作负极(阳极)被腐蚀腐蚀速率较快。 一、金属腐蚀 (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腐蚀。 2、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。 化学腐蚀 电化腐蚀 条件 金属跟非金属等氧化剂直接接触 不纯金属或合金 跟电解质溶液接触 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 联系 两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍 二、金属的电化学腐蚀 思考：为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，  而在潮湿的空气中却易生锈呢？ 钢铁 潮湿空气 水膜 来自大气的酸性气体 H+ 铁 C 原电池 钢铁发生了电化学腐蚀。 钢铁表面形成的微小原电池示意图 二、金属的电化学腐蚀 2H++ 2e- =H2 ↑ Fe - 2e- = Fe2+ 总反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 ↑ 负极： 正极： 分析：当钢铁处于 较强的酸性环境 中时，易发生析氢腐蚀 1、析氢腐蚀 二、金属的电化学腐蚀 [实验4-3]将用酸洗除锈的铁钉，在饱和食盐水浸泡后放在如图所示的装置中，几分钟后观察导管中水柱的变化。 实验现象： 几分钟后,装置中的导管中水柱上升 几天之后发现铁钉表面生锈 说明装置中有气体参加反应。 结论： 二、金属的电化学腐蚀 2、吸氧腐蚀 酸性很弱或者中性条件下，易发生 吸氧腐蚀 电池总反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2 O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 2Fe - 4e- = 2Fe2+ 负极： 正极： Fe(OH)3脱去一部分水生成的铁锈(Fe2O3·xH2O) 2Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O Fe(OH)2在空气中继续反应： 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 吸氧腐蚀较为普遍 炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含有NaCl),不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。 二、金属的电化学腐蚀 二、金属的电化学腐蚀 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 水膜呈较强酸性 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·xH2O 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 金属的腐蚀以电化学腐蚀为主， 电化学腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH≥5.6时) 若pH5.6时则为析氢腐蚀。 三、金属的电化学防护 方法 a、涂层： b、电镀、喷镀： c、改变金属的内部结构: 1)原电池：牺牲阳极的阴极保护法 2)电解池：外加电源的阴极保护法 不锈钢—铁铬合金 白铁皮（Zn）,马口铁（Sn） 表面涂矿物性油脂、油漆、覆盖搪瓷 d、电化学保护法： 正极 三、金属的电化学防护 —— —— —— —— —— —— —— —— — —— —— —— —— —— —— —— —— — —— 海水 钢闸门 锌板 利用“原电池原理”保护 极金属 负极 e- e- 正 阳极 阴 极 “牺牲阳极的阴极保护法” 用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换 锌块 三、金属的电化学防护 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 e- e- 三、金属的电化学防护 —— —— —— —— —— —— —— —— — —— —— —— —— —— —— —— —— — —— 海水 利用“电解池原理”保护 极金属 阳极 阴极 阴 “外加电流的阴极保护法” 钢闸门 惰性 电极 1、下列事实不能用电化学原理解释的是 （ ） A.