4.4金属的电化学腐蚀与防护（同步课件）-高二化学同步精品课堂（沪科版2020选择性必修第一册）

第四节 金属的电化学腐蚀与防护 第四章 氧化还原反应和电化学 授课人： 学习目标 1.了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害。 2.了解防止金属腐蚀的措施。 3.能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。 01 概念 02 实质 03 影响 金属腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。 金属原子失电子被氧化，表示为：M-ne-=Mn+ 金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化，会使机器设备、仪器、仪表的精密度和灵敏度降低，影响使用以致报废。 一、金属的电化学腐蚀 钢筋混凝土腐蚀全过程 一、金属的电化学腐蚀 请比较下列现象的异同 铁均被腐蚀。 第一个装置中，铁和酸直接反应放氢气。 第二个装置中，Fe-C形成原电池，Fe做负极被腐蚀。 相同点： 不同点： 电化学腐蚀 化学腐蚀 一、金属的电化学腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 现象 本质 反应类型 腐蚀速度 互相关系 不纯金属或合金与电解质溶液接触 无电流 有微弱电流产生 金属与非电解质（O2、Cl2等）直接接触 金属被氧化 较活泼金属被氧化 两者同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大 化学腐蚀<电化学腐蚀 氧化还原反应 原电池反应 类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述     条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 一、金属的电化学腐蚀 类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述     负极 正极 总反应 Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋4e－＋2H2O===4OH－ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 一、金属的电化学腐蚀 类别 项目　　 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 图形描述     后续反应 最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)，反应如下：__________________ _， 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 联系 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍 一、金属的电化学腐蚀 01 电解原理引起的腐蚀 ＞ 原电池原理引起的腐蚀 ＞ 化学腐蚀＞防腐措施的腐蚀 判断金属腐蚀快慢的规律 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 二、金属的电化学防护 02 对同一种金属来说，腐蚀的快慢： 强电解质溶液 ＞ 弱电解质溶液 ＞ 非电解质溶液 03 活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。 04 对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 判断金属腐蚀快慢的规律 二、金属的电化学防护 05 ①电解质的氧化能力越强，负极金属越易被腐蚀，如Fe在不同电解质溶液中的腐蚀速率：CuSO4溶液＞稀硫酸＞NaCl溶液。②电解质中起氧化作用的离子相同时，该离子浓度越大，负极金属腐蚀速率越快，如腐蚀速率：1 mol·L－1盐酸＞0.1 mol·L－1盐酸＞0.1 mol·L－1醋酸＞海水（起氧化作用的H＋浓度逐渐减小）。③溶液的导电能力越强，负极金属越易被腐蚀，如腐蚀速率：海水＞淡水＞酒精。 判断金属腐蚀快慢的规律 二、金属的电化学防护 对于由相同正、负极构成的原电池（如Fe、Cu原电池） 一、金属的电化学腐蚀 由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式。 07 判断金属腐蚀快慢的规律 纯度越高的金属，腐蚀的速率越慢（纯金属几乎不被腐蚀）。 08 09 一般情况下，不纯的金属或合金，在潮湿的空气中腐蚀的速率远快于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀速率。 注意： 01 02 金属活动性顺序表中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀； 金属活动性顺序在氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。 钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极都是铁，失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。 一、金属的电化学腐蚀 典例解析 例1.如图所示，容器中的试管内有一枚铁钉，放置数天后观察： （1）若容器内液体是水，铁钉逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于 （填“化学”或“电化学”）腐蚀。 （2）若试管内液面上升，则原溶液呈　 　　　性，发生　　　　腐蚀，负极的电极反应式为　　　　　　　　　，正极的电极反应式为　　　　　　　　。 （3）若试管内液面下降，则原溶液呈　　　　　性，发生　　　　腐蚀，负极的电极反应式为　　　　　　　　　　　，正极的电极反应式为　　 　　。 2Fe－