高三化学金属的电化学腐蚀与防护.ppt

第四章 电化学基础 第四节 金属的电化学腐蚀与防护 创设情景 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（ 2005年我国国内生产总值将达15万亿元） 。 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。 看后：你有何感想？ 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，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？ 问题讨论 钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，它们在什么条件下易生锈？ 试设计实验来证明你的结论。 活动探究 钢铁及其制品等生锈的条件 实验结论： 。 问题讨论 钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，原因是什么？ 活动与探究 P91 向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两支试管分别标记为a、b中，按图1-28装置好仪器。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。 实验现象： 装置a中的导管中水柱上升，装置b中的导管中水柱下降。 思考：导管中的水柱变化说明什么问题？ 讨论，小结： 装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小， a装置中有气体参加反应。 装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。 思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？ 在a装置中铁、炭、氯化钠溶液及b装置中铁、炭、醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率。 学生活动 请大家根据原电池原理，写出电极反应式及电池反应方程式。 a装置中： 负极： Fe - 2e- = Fe2+ 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。 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O a装置中： 进一步反应： 正极： 2H++ 2e- =H2 ↑ 负极： Fe - 2e- = Fe2+ b装置中: 电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 ↑ 分析：当钢铁处于酸性气氛中时，易发生析氢腐蚀； 析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。 结合课本P90-P91相关内容 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？ 知识总结 金属阳离子 失e- 氧化反应 3、金属腐蚀的类型 化学腐蚀 电化腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 （常见普遍） 一、金属腐蚀 金属原子 2、金属腐蚀的本质： 1、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+ 化学腐蚀与电化腐蚀的比较: 化学腐蚀 电化腐蚀 条件 现象 本质 联系 金属跟非金属单质直接接触 不纯金属或合金 跟电解质溶液接触 无电流产生 有微弱电流产生 金属被氧化 较活泼金属被氧化 两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍 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 交流与讨论 铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素的影响。请解释