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第四章电化学基础第四节金属的电化学腐蚀与防护新课标人教版高中化学课件系列选修4化学反应原理金属的电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀金属阳离子失e-氧化反应（三）金属腐蚀的类型化学腐蚀电化腐蚀金属原子（二）金属腐蚀的本质：（一）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+金属的电化学腐蚀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。影响因素：和接触物质的氧化性及温度有关。2、电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。电化学腐蚀的类型析氢腐蚀吸氧腐蚀金属的电化学腐蚀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，电化腐蚀更普遍金属的电化学腐蚀铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？金属的电化学腐蚀思考与交流1、铁锈的成份是什么？是怎样形成的？2、将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入如图所示的具支试管中．几分钟后，导管中的水柱上升了，你知道为什么吗？实验4-3金属的电化学腐蚀科学探究：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CO2、SO2、H2S电解质溶液（H+)铁C原电池电解质溶液形成：H++OH-H2O+CO2H++HCO3-H2O钢铁在这过程发生了电化学腐蚀，根据电解质溶液的酸碱性的不同电化学腐蚀可分为两种。金属的电化学腐蚀钢铁表面形成的微小原电池示意图金属的电化学腐蚀钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图思考：你能写出它们的电极反应式？金属的电化学腐蚀钢铁的腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀发生条件钢铁表面吸附的水膜中溶有O2并呈极弱酸性或中性，反应中（）得电子被还原为OH-。钢铁表面吸附的水膜呈现较强酸性。反应时有析出。电极反应O2H2负极正极总反应Fe-2e-＝Fe2＋2H++2e-=H2Fe＋2H+=Fe2++H24Fe(OH)2＋O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O(铁锈）+（3-x）H2O2Fe-4e-＝2Fe2＋O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe＋O2+H2O=2Fe(OH)2金属的电化学腐蚀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。请解释下列有关铁生锈现象的原因。1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。2.1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。是由于南极的温度常年在0℃以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行。金属的电化学腐蚀交流与讨论3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈。说明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。金属的电化学腐蚀二、金属的电化学防护影响金属腐蚀的因素包括：金属的和。本性介质金属越活泼越容易被腐蚀金属合金中活泼的金属易腐蚀例如：钢铁腐蚀介质对金属腐蚀影响很大：金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀金属的电化学防护1.影响金属腐蚀的两个因素金属本性介质—金属是否活泼，纯净—金属与哪些物质共存2.金属腐蚀的本质金属原子失去电子成为阳离子的过程金属的电化学防护思考与交流：根据你的所学知识以及生活经历，说说金属有哪些防护方法？1、改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力（不锈钢、青铜器）2、在金属表面覆盖保护层（1）涂矿物质油脂，油漆或覆盖搪瓷塑料。（2）镀抗蚀金属－－电镀、热镀、喷镀法。（3）用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜。3、电化学保护法牺牲阳极的阴极保护法（原电池原理）(轮船船身上的锌块、地下钢铁管道接镁块)金属的电化学防护金属的电化学防护牺牲阳极的阴极保护法示意图金属的电化学防护将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。辅助阳极（不溶性）外加电流的阴极保护法示意图金属的电化学防护牺牲金属保护法金属的电化学防护上述各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是。5、2、1、3、4金属的电化学防护钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图钢铁在潮湿的空气中发生的电化学腐蚀的原理：负极（Fe）：Fe—2e—=Fe2+正极（C）：2H++2e—=H2↑析氢腐蚀或2H2O+O2+4e—=4OH—吸氧腐蚀小结：电化学腐蚀金属的电化学防护钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3·nH2O（铁锈）水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+2H2O+2e-=H2↑+2OH-O2+2H2O+4e-=4OH-Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金属的腐蚀以电化腐蚀为主，电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH≥5.6时)若pH5.6时则为析氢腐蚀。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电极反应负极Fe(-)正极C(+)总反应联系金属的电化学防护小结：电解池及原电池的应用----金属的防护1）金属腐蚀快慢的判断①电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀②同一种金属的腐蚀：强电解质弱电解质非电解质2）金属的防护方法①改变金属内部结构②覆盖保护层③电化学保护法外加电源的阴极保护法牺牲负极的正极保护法金属的电化学防护