人教版高中化学 第四章 电化学基础 4.4 金属的腐蚀和防护课件 新人教选修4.ppt
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1、4-4 4-4 金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护2021/8/9 星期一1钢铁生锈钢铁生锈钢铁生锈钢铁生锈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2021/8/9 星期一2铜器生锈铜器生锈铜铜器器表表面面生生成成铜铜绿绿2021/8/9 星期一3我我我我国国国国作作作作为为为为世世世世界界界界上上上上钢钢钢钢铁铁铁铁产产产产量量量量最最最最多多多多的的的的国国国国家家家家,每每每每年年年年被被被被腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀的的的的铁铁铁铁占占占占到到到到我我我我国国国国钢钢钢钢铁铁铁铁年年年年产产产产量量量量的的的的十十十十分分分分之之之之一一一一,因因因因为为为为金金金金属属属属腐腐腐腐蚀
2、蚀蚀蚀而而而而造造造造成成成成的损失占到国内生产总值的的损失占到国内生产总值的的损失占到国内生产总值的的损失占到国内生产总值的2%2%2%2%4%4%4%4%。金金金金属属属属腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀的的的的主主主主要要要要害害害害处处处处,不不不不仅仅仅仅在在在在于于于于金金金金属属属属本本本本身身身身的的的的损损损损失失失失,更更更更严严严严重重重重的的的的是是是是金金金金属属属属制制制制品品品品结结结结构构构构损损损损坏坏坏坏所所所所造造造造成成成成的的的的损损损损失失失失比比比比金金金金属属属属本本本本身身身身要要要要大大大大到到到到无无无无法法法法估估估估量量量量。腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀不不不不仅
3、仅仅仅造造造造成成成成经经经经济济济济损损损损失失失失,也也也也经经经经常常常常对对对对安安安安全全全全构构构构成威胁。成威胁。成威胁。成威胁。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?腐蚀?怎样防腐?2021/8/9 星期一4阅读课本回答以下问题:阅读课本回答以下问题:阅读课本回答以下问题:阅读课本回答以下问题:1.1.1.1.什么是金属腐蚀?其本质是什么?什么是金属腐蚀?其本质是什么?什么是金属腐蚀?其本质是什么?什么是金属腐蚀?其本质是什么?2.2.2.2.金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化
4、学腐蚀,两者有何金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀,两者有何金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀,两者有何金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀,两者有何不同?不同?不同?不同?金属的电化学腐蚀金属的电化学腐蚀2021/8/9 星期一5金属的腐蚀金属的腐蚀金属与周围的气体或液体物质发生氧化金属与周围的气体或液体物质发生氧化金属与周围的气体或液体物质发生氧化金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。还原反应而引起损耗的现象。还原反应而引起损耗的现象。还原反应而引起损耗的现象。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。M-neM-ne-M Mn+n
5、+2021/8/9 星期一6化学腐蚀化学腐蚀金属跟接触到的干燥气体(如金属跟接触到的干燥气体(如金属跟接触到的干燥气体(如金属跟接触到的干燥气体(如O O O O2 2 2 2、ClClClCl2 2 2 2、SOSOSOSO2 2 2 2等)等)等)等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。应而引起的腐蚀。应而引起的腐蚀。应而引起的腐蚀。电化学腐蚀电化学腐蚀不纯的金属或合金与电解质溶液接触时,会发生不纯的金属或合金与电解质溶液接触时,会发生不纯的金属或合金
6、与电解质溶液接触时,会发生不纯的金属或合金与电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子被氧化而消原电池反应,比较活泼的金属失电子被氧化而消原电池反应,比较活泼的金属失电子被氧化而消原电池反应,比较活泼的金属失电子被氧化而消耗的过程叫做金属的电化学腐蚀。耗的过程叫做金属的电化学腐蚀。耗的过程叫做金属的电化学腐蚀。耗的过程叫做金属的电化学腐蚀。2021/8/9 星期一7nZ4OS2HFeCl3FeCuFeFeCl3ZnFeH2SO4溶液化学腐蚀电化学腐蚀Zn腐蚀速率:Fe腐蚀速率:2021/8/9 星期一8化学腐化学腐蚀电化学腐化学腐蚀条件条件现象象本本质影响影响因素因素联系系金属跟
7、干燥气体或非金属跟干燥气体或非电解解质液体直接接触液体直接接触不不纯金属或合金金属或合金跟跟电解解质溶液接触溶液接触无无电流流产生生有微弱有微弱电流流产生生金属被氧化金属被氧化较活活泼金属被氧化金属被氧化与接触物与接触物质的氧化性及的氧化性及温度有关温度有关与与电解解质溶液的酸碱性溶液的酸碱性及金属活性有关及金属活性有关两者往往同两者往往同时发生,生,电化学腐化学腐蚀更普遍更普遍化学腐蚀与电化学腐蚀的区别化学腐蚀与电化学腐蚀的区别2021/8/9 星期一9钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿的空但在潮湿的空气里却很快被腐蚀气里却很快被腐蚀,这是什么原因
8、呢这是什么原因呢?在潮湿的空气里在潮湿的空气里在潮湿的空气里在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水中溶有中溶有中溶有中溶有O O O O2 2 2 2、COCOCOCO2 2 2 2、SOSOSOSO2 2 2 2等气体,这样在等气体,这样在等气体,这样在等气体,这样在钢铁表面形成了一钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的它跟钢铁里的铁和少量的它跟钢铁里的铁和少量的它跟钢铁里的铁和少量的碳构成碳构成无数微小的原电池无数微小的原电池。2021/8/9 星
9、期一10负极:Fe-2e-=Fe2+正极:2H+2e-=H2请写出下列电极方程式?A钢铁的析氢腐蚀示意图总反应:2H+Fe=Fe2+H2条件:酸性环境2021/8/9 星期一11钢铁的析氢腐蚀钢铁的析氢腐蚀2021/8/9 星期一12钢铁的吸氧腐蚀示意图H2O溶液反应:Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O正极:O2+2H2O+4e-=4OH-A负极:Fe-2e-=Fe2+总反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 条件:中性或酸性极弱环境2021/8/9 星期一13钢铁的吸氧腐蚀钢铁的
10、吸氧腐蚀2021/8/9 星期一14将用酸洗除锈的铁钉,在饱和食盐水浸泡后放在如图所示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的装置中,几分钟后观察导管中水柱的变化实验现象:实验现象:几分钟后几分钟后,装置中的装置中的导管中水柱上升导管中水柱上升说明装置中有气体参加反应。说明装置中有气体参加反应。结论:结论:2021/8/9 星期一15析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件电电极极反反应应负极负极(Fe)(Fe)正极正极(C)(C)总反应总反应进一步反应进一步反应联系联系水膜呈酸性水膜呈酸性水膜呈弱酸性或呈中性水膜呈弱酸性或呈中性2Fe+2H2
11、Fe+2H2 2O+OO+O2 2=2Fe(OH)=2Fe(OH)2 24Fe(OH)4Fe(OH)2 2+2H+2H2 2O+OO+O2 2=4Fe(OH)=4Fe(OH)3 3FeFe2 2O O3 3nHnH2 2O O通常两种腐蚀同时存在通常两种腐蚀同时存在,但以吸氧腐蚀为主但以吸氧腐蚀为主Fe-2eFe-2e-=Fe=Fe2+2+2Fe-4e2Fe-4e-=2Fe=2Fe2+2+2H2H+2e+2e-=H=H2 2O O2 2+4e+4e-+2H+2H2 2O=4OHO=4OH-Fe+2HFe+2H+=Fe=Fe2+2+H+H2 22021/8/9 星期一16讨论讨论鉴于金属发生腐蚀
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