（通用版）2018-2019版高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第四節(jié) 金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)課件 新人教版選修5.ppt

第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù),第四章電化學(xué)基礎(chǔ),學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 1.認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害，并能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，能正確書寫析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。 2.熟知金屬腐蝕的防護(hù)方法。,新知導(dǎo)學(xué),達(dá)標(biāo)檢測(cè),內(nèi)容索引,新知導(dǎo)學(xué),1.金屬的腐蝕 (1)概念：金屬與周圍的發(fā)生 反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。其實(shí)質(zhì)是金屬原子 電子變?yōu)殛栯x子，金屬發(fā)生 反應(yīng)。 (2)根據(jù)與金屬接觸的 不同，金屬腐蝕可分為兩類： 化學(xué)腐蝕：金屬與接觸到的 氣體(如O2、Cl2、SO2等)或 液體(如石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。腐蝕的速率隨溫度升高而 。 電化學(xué)腐蝕： 的金屬跟 溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生 反應(yīng)，比較 的金屬 電子而被氧化。,一、金屬的腐蝕,氣體或液體物質(zhì),氧化還原,失去,氧化,氣體或液體物質(zhì),干燥,非電解質(zhì),加快,不純,電解質(zhì),原電池,活潑,失去,2.鋼鐵的電化學(xué)腐蝕 根據(jù)鋼鐵表面水溶液薄膜的酸堿性不同，鋼鐵的電化學(xué)腐蝕分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕：,(1)析氫腐蝕：當(dāng)鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液 較強(qiáng)時(shí)，腐蝕過程中有氫氣放出。 負(fù)極反應(yīng)式為 ；,酸性,Fe2e=Fe2,正極反應(yīng)式為 ； 總反應(yīng)方程式為 。 (2)吸氧腐蝕：當(dāng)鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液呈 或呈 并溶有一定量的氧氣時(shí)，將會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕。 負(fù)極反應(yīng)式為 ； 正極反應(yīng)式為 ； 總反應(yīng)方程式為 。 鐵銹(Fe2O3xH2O)的形成：2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O。,2H2e=H2,Fe2H=Fe2H2,中性,弱酸性,2Fe4e=2Fe2,2H2OO24e=4OH,2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2,(1)化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，只是電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍，危害更大。 (2)析氫腐蝕和吸氧腐蝕取決于金屬表面電解質(zhì)溶液的酸堿性，實(shí)際情況中以吸氧腐蝕為主。 (3)鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極都是鐵，失電子生成Fe2，而非Fe3。,例1下列關(guān)于金屬腐蝕的說法正確的是 A.金屬在潮濕空氣中腐蝕的實(shí)質(zhì)是MnH2O=M(OH)n H2 B.金屬的化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)是Mne=Mn，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑 C.金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行 D.在潮濕的環(huán)境中，金屬的電化學(xué)腐蝕一定是析氫腐蝕,解析金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)是金屬失去電子，在酸性較強(qiáng)的電解質(zhì)溶液中發(fā)生析氫腐蝕放出H2，而在中性或酸性較弱的電解質(zhì)溶液中發(fā)生吸氧腐蝕，析氫腐蝕和吸氧腐蝕均屬于電化學(xué)腐蝕。,答案,解析,例2下列事實(shí)與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是 A.光亮的自行車鋼圈不易生銹 B.黃銅(Cu、Zn合金)制的銅鑼不易生銹 C.銅、鋁電線一般不連接起來作導(dǎo)線 D.生鐵比熟鐵(幾乎是純鐵)容易生銹,解析B、C、D項(xiàng)均與原電池有關(guān)，能用電化學(xué)知識(shí)來解釋，故選A。,答案,解析,例3如圖裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有pH4的雨水和生鐵片。觀察到：開始導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時(shí)間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升，略高于小試管液面。以下有關(guān)解釋合理的是 A.生鐵片中的碳是原電池的負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng) B.雨水酸性較強(qiáng)，生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕 C.墨水回升時(shí)，碳極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH D.具支試管中溶液pH逐漸減小,答案,解析,解析生鐵片中的碳是原電池的正極，A錯(cuò)誤； 雨水酸性較強(qiáng)，開始時(shí)鐵片發(fā)生析氫腐蝕，產(chǎn)生氫氣，導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時(shí)間后鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，吸收氧氣，導(dǎo)管內(nèi)液面回升，B錯(cuò)誤； 墨水回升時(shí)，鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，碳極為正極，電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，C正確； 鐵片無論是發(fā)生析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，具支試管中溶液pH都增大，D錯(cuò)誤。,方法點(diǎn)撥,金屬腐蝕類型的判斷方法 (1)發(fā)生原電池反應(yīng)引起的腐蝕為電化學(xué)腐蝕，無原電池反應(yīng)發(fā)生的腐蝕為化學(xué)腐蝕。 (2)金屬活動(dòng)性順序表中氫前面的金屬，在酸性較強(qiáng)的電解質(zhì)溶液中發(fā)生析氫腐蝕，在中性或酸性較弱的電解質(zhì)溶液中發(fā)生吸氧腐蝕；金屬活動(dòng)性順序在氫后面的金屬只可能發(fā)生吸氧腐蝕。,1.電化學(xué)保護(hù)法 (1)犧牲陽極的陰極保護(hù)法原電池原理 如圖1所示，在被保護(hù)的鋼閘門上裝上若干的金屬鋅塊(比鐵活潑)，鋅塊作原電池的 極；鋼閘門作原電池的 極。,二、金屬的防護(hù)方法,負(fù),正,圖1,(2)外加電流的陰極保護(hù)法電解原理 如圖2所示，被保護(hù)的鋼閘門作 極，與電源的 極相連；惰性電極作 極，與電源的 極相連。,圖2,陰,負(fù),陽,正,2.其他保護(hù)法 (1)加涂保護(hù)層：如采用噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法，使金屬與 等物質(zhì)隔離，防止金屬被氧化腐蝕。 (2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：如把鉻、鎳等金屬加入普通鋼里制成耐腐蝕的 。,空氣、水,不銹鋼,金屬的防護(hù),正極,陰極,例4下列關(guān)于如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置的判斷中錯(cuò)誤的是 A.若X為碳棒，開關(guān)K置于A處可減緩鐵的腐蝕 B.若X為鋅棒，開關(guān)K置于A或B處都可減緩鐵的腐蝕 C.若X為鋅棒，開關(guān)K置于B處時(shí)，為犧牲陽極的陰極保護(hù)法 D.若X為碳棒，開關(guān)K置于B處時(shí)，鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H2e =H2,答案,解析,解析若X為碳棒，開關(guān)K置于A處，鐵作電解池的陰極，屬外加電流的陰極保護(hù)法，A項(xiàng)正確； 若X為碳棒，開關(guān)K置于B處，鐵作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe2e=Fe2，D項(xiàng)不正確； 若X為鋅棒，開關(guān)K置于A處，鐵作電解池的陰極，屬外加電流的陰極保護(hù)法，若X為鋅棒，開關(guān)K置于B處時(shí)，鐵作原電池的正極，屬犧牲陽極的陰極保護(hù)法，B項(xiàng)和C項(xiàng)均正確。,例5下圖所示的各容器中均盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢的順序是,答案,解析,A.B. C. D.,解析當(dāng)電解質(zhì)溶液相同時(shí)，同一金屬腐蝕的快慢是電解池的陽極原電池的負(fù)極化學(xué)腐蝕原電池的正極電解池的陰極。本題中，鐵腐蝕由快到慢的順序?yàn)椤?方法點(diǎn)撥,金屬腐蝕快慢的判斷方法 (1)同一金屬在相同電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢是電解池的陽極原電池的負(fù)極化學(xué)腐蝕原電池的正極電解池的陰極。 (2)同一金屬在相同電解質(zhì)溶液中，電解質(zhì)濃度越大，腐蝕越快。 (3)同一金屬在不同電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢是強(qiáng)電解質(zhì)溶液弱電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液。,學(xué)習(xí)小結(jié),達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.下列有關(guān)金屬電化學(xué)腐蝕的說法正確的是 A.銅既可以發(fā)生析氫腐蝕也可以發(fā)生吸氧腐蝕 B.鐵只能發(fā)生析氫腐蝕 C.銅只能發(fā)生吸氧腐蝕 D.析氫腐蝕比吸氧腐蝕普遍,答案,1,2,3,4,5,解析,解析在金屬活動(dòng)性順序中，銅排在氫之后，銅不能將氫氣置換出來，所以不能發(fā)生析氫腐蝕，只能發(fā)生吸氧腐蝕，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確； 鐵既可以發(fā)生析氫腐蝕也可以發(fā)生吸氧腐蝕，故B錯(cuò)誤； 在自然界中，吸氧腐蝕比析氫腐蝕普遍，故D錯(cuò)誤。,6,2.銅板上鐵鉚釘?shù)奈醺g原理如圖所示。下列說法正確的是,答案,解析,1,2,3,4,6,A.正極電極反應(yīng)式為2H2e=H2 B.此過程中還涉及反應(yīng)4Fe(OH)22H2OO2 =4Fe(OH)3 C.此過程中Fe、Cu均被腐蝕 D.此過程中電流從Fe流向Cu,解析鐵鉚釘吸氧腐蝕的正極電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，銅作正極不被腐蝕，電子從負(fù)極通過導(dǎo)線流向正極。,5,3.為探究鋼鐵的吸氧腐蝕原理設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置， 下列有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是 A.正極的電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH B.將石墨電極改成鎂電極，難以觀察到鐵銹生成 C.若向自來水中加入少量的氯化鈉固體，可較快地看 到鐵銹 D.分別向鐵、石墨電極附近吹入氧氣，前者鐵銹出現(xiàn)得快,答案,解析,1,2,3,4,6,5,解析鐵是負(fù)極，失電子被氧化成Fe2，在正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成OH，正極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，A項(xiàng)正確； 將氧氣吹向石墨電極的腐蝕速率比吹向鐵電極快，D項(xiàng)錯(cuò)誤； 向自來水中加入少量的氯化鈉固體，可使電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力增強(qiáng)，加快腐蝕速率，C項(xiàng)正確； 若將石墨電極換成鎂電極，負(fù)極為鎂，鐵被保護(hù)，難以看到鐵生銹，B項(xiàng)正確。,1,2,3,4,6,5,4.金屬腐蝕在生活和生產(chǎn)中相當(dāng)普遍。下列措施能防止金屬腐蝕的是 A.將銅鋁導(dǎo)線焊接在一起使用 B.將輸送自來水的鐵管表面鍍鋅 C.經(jīng)常用自來水沖洗生鐵制品 D.將輸油鑄鐵管道埋在潮濕、疏松的土壤中,答案,1,2,3,4,解析日常生活中的金屬腐蝕一般是電化學(xué)腐蝕。A可形成銅鋁原電池； C中生鐵可形成原電池； D中提供了水、氧氣，完全可形成腐蝕的條件； 只有B項(xiàng)是通過犧牲陽極的方法來防止金屬腐蝕。,解析,6,5,5.關(guān)于鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法不正確的是 A.鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式均為Fe2e=Fe2 B.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH C.地下鋼管連接鎂塊是采用犧牲陽極的陰極保護(hù)法 D.用外加電流的陰極保護(hù)法防止鋼鐵腐蝕時(shí)，鋼鐵接電源的正極,1,2,3,4,答案,解析,6,解析鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕都是鐵失去電子作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式均為Fe2e=Fe2，其吸氧腐蝕的正極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，A、B正確； 地下鋼管連接鎂塊，鎂比鐵活潑，作負(fù)極，鐵作正極得到保護(hù)，C正確； 用外加電流的陰極保護(hù)法防止鋼鐵腐蝕時(shí)，鋼鐵連接電源的負(fù)極，D錯(cuò)誤。,5,6.下圖是實(shí)驗(yàn)室研究海水對(duì)鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。,1,2,3,4,(1)該電化學(xué)腐蝕稱為_。,解析金屬在中性或較弱的酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕，越靠近液面越易接觸到氧氣，腐蝕的越嚴(yán)重。鋅塊應(yīng)固定在腐蝕最嚴(yán)重的C處形成原電池，鋅作負(fù)極，鐵閘作正極，得到保護(hù)。,答案,解析,6,吸氧腐蝕,5,1,2,3,4,(2)圖中A、B、C、D四個(gè)區(qū)域，生成鐵銹最多的是_(填字母)。 (3)以鋅為負(fù)極，采用犧牲陽極的陰極保護(hù)法防止鐵閘的腐蝕，圖中鋅塊的固定位置最好應(yīng)在_處(填字母)。,答案,6,B,C,5,