选修4第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护解题.ppt

第四节 金属的电化学腐蚀与防护 实验探究：钢铁锈蚀的探究 实验探究 模拟自然条件的三种溶液 自来水 pH=6.5 盐酸 pH=0.8 饱和氯化钠溶液 pH=7.0 检验气密性 实验一模拟酸性条件下的锈蚀 实验现象 实验二模拟弱酸性条件下的锈蚀 实验三 模拟中性条件下的锈蚀 一、金属腐蚀的概念与实质 金属腐蚀：金属或合金与周围接触的气体或液体进行 化学反应而腐蚀损耗的过程。 实质：金属M-ne-→Mn+（氧化反应） ：不纯的金属（或合金）接触到电解质 溶液发生原电池反应，比较 活泼的金属原子失去电子而 被氧化所引起的腐蚀。 二、金属腐蚀的类型 1、化学腐蚀：金属直接接触强氧化剂而被氧化腐蚀 的过程。 2、电化学腐蚀 例：钢铁腐蚀 （1）吸氧腐蚀 ——水膜呈弱酸性或中性溶液 负极（Fe） 2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正极（C） 2H2O + O2+ 4e-＝4OH- （2）析氢腐蚀 ——水膜为较强酸性溶液 负极（Fe） Fe - 2e- = Fe2+ 正极（C） 2H++ 2e-＝H2↑ 化学腐蚀和电化学腐蚀的区别与联系 化学腐蚀 电化学腐蚀 反应本质 反应条件 反应现象 相互关系 金属失电子被氧化 金属与氧化剂直接接触 不纯金属或合金与 电解质溶液接触 无电流产生，常伴热效应 有微弱电流产生 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 中国航天工业总公司第三十一研究所近日公布了一组数据： 全球每分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈. 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约10000亿美元，占各国国民生产总值的2%～4%，在美国，每年因钢铁腐蚀造成的损失就占国内生产总值的3%，大约三分之一的化学设备因局部腐蚀而停工。我国钢铁腐蚀经济损失高达2800亿人民币，约占国民生产总值的4%，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊人的。 是什么原因导致如此严重的钢铁腐蚀？ 思 考 2、铁的纯度问题 1、电解质环境太容易形成 3、形成的氧化膜不致密 瓦良格号 我国第一艘航母 三、金属的防护 1、改变金属的内部结构性能 2、在金属表面覆盖保护层 3、电化学保护法 牺牲阳极的阴极保护法。 ② 外加电流的阴极保护法 牺牲阳极的阴极保护法 外加直流电源的阴极保护法 辅助阳极（不溶性） 航母甲板 航母甲板 讨论：银制器皿，日久因表面生成 Ag2S而呈黑色，有人设计用原电池 原理加以除去。具体作法是将发黑 银器放入一铝制容器中，再加入一定 浓度的食盐水将银器完全淹没，放置 一段时间后，银器表面不仅黑色褪去， 而且银不损失；但铝制容器发生损耗。 由以上实验可推知该原电池发生的 电极反应式和总反应式为__________________________________， ； 装置中食盐水的作用是 。 Ag2S+2e-＝2Ag+S2- Al -3e-＝Al3+ 3Ag2S+2Al+6H2O＝6Ag+3H2S↑+2Al(OH)3↓ 作为电解质溶液 讨论：钢铁在锈蚀过程中，下列 5种变化可能发生的是（ ） ①Fe由0价转化为+2价；②O2被还原； ③产生H2；④Fe(OH)3失水形成 Fe2O3.H2O；⑤杂质C被氧化除去 A、仅①②③　　　B、仅②③④　　　 C、仅①②③④　 D、仅①②③④⑤ C 讨论：某同学作金属电化学腐蚀实验 设计如右下图所示：试管放一枚缠有 铜丝的光亮铁钉，试管中液体为饱和 食盐水，试回答： （1）数天后观察到现象是________ _______________________________ ， 这说明铁钉发生了 。 （2）有关的电极反应式是 。 （3）溶液中发生的化学反应为 ______________