4.4金属腐蚀与防护

第四章电化学基础第4节金属的电化学腐蚀与防护请比较下列现象的差异？铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。铁作负极被腐蚀，腐蚀速率较快。铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？一、金属腐蚀的本质：是金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。M-ne-=Mn+二、金属腐蚀的类型：（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叫做化学腐蚀。（2）电化学腐蚀不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。化学腐蚀和电化学腐蚀的比较相互关系反应现象条件电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生，但电化学腐蚀更普遍较活泼的金属被氧化金属被氧化有微弱的电流产生不产生电流不纯金属或合金跟电解质溶液接触金属跟接触的物质反应三、金属的电化学腐蚀1.析氢腐蚀2.吸氧腐蚀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或2H2O+O2+4e—=4OH—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+2H++2e--=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-Fe+2H+=Fe2++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(+)总反应联系三、金属的防护(1)制成合金（不锈钢）——改善金属的内部组织结构(内因)(2)在金属表面覆盖保护层——电镀、油漆、钝化等(3)电化学保护法——牺牲阳极的阴极保护法、外加直流电源的阴极保护法牺牲阳极保护法形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。外加电流法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。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。1．解释下列现象并写出有关原电池的电极反应：(1)马口铁(镀Sn铁皮)做的罐头，打开后为什么极易生锈?(2)轮船船壳的水线以下部分，为什么要装上一定数量Zn块?(3)在一块表面无锈的铁片上滴一滴含酚酞的食盐水，放置一段时间后可以看到液滴周围逐渐呈现红色，并慢慢形成红褐色的锈斑。(4)烧过菜的铁锅未及时洗净(残液NaCl)，第二天便出现红褐色锈斑。CD2.下列制氢气的反应速率最快的是A.纯锌和1mol/L硫酸B.纯锌和18mol/L硫酸C.粗锌和1mol/L硫酸D.粗锌和18mol/L硫酸3.下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出；B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性弱4、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是______________________________(5)(2)(1)(3)(4)金属腐蚀的快慢程度：电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极5、下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是________________________(4)(2)(1)(3)6、分析右图，按要求写出有关反应方程式：（1）铁棒上的电极反应式为：_________________________（2）碳棒上的电极反应式为：_________________________（3）溶液中发生反应的化学方程式：__________________________________________________2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe–4e-＝2Fe2+H+与CH3COO－结合生成CH3COOH，使H+浓度减小，从而减慢了反应速率Zn置换出Cu形成了原电池，从而加快了反应速率7、盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜晶体[(CH3COO)2Cu]，将产生两种影响生成速率的因素，其一是：________________________________________________________________，其二是：____________________________________________________________________。