江西省临川区第二中学2014-2015学年高中化学 第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护课件 新人教版选修4.ppt
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1、金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护被腐蚀的金属被腐蚀的金属因金属腐蚀而使桥梁坍塌因金属腐蚀而使桥梁坍塌我国每年因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值我国每年因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值(GNP)(GNP)的的2%2%4%4%,钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当,钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的年产量的25%-30%25%-30%。全世界每年因为金属腐蚀造成。全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达的直接经济损失约达70007000亿美元,是地震、水灾、台亿美元,是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的风等自然灾害造成损失总和的6 6倍。倍。资料资料金属被腐蚀后有什么危害
2、?金属被腐蚀后有什么危害?思考与归纳:思考与归纳:(4)地下金属管道泄漏;)地下金属管道泄漏;(5)轮船船体损坏;)轮船船体损坏;(6)金属腐蚀还可能造成环境污染。)金属腐蚀还可能造成环境污染。(3)桥梁、建筑物强度降低而坍塌;)桥梁、建筑物强度降低而坍塌;(1)外形、色泽、机械性能发生变化;)外形、色泽、机械性能发生变化;(2)影响机器、仪表设备精度和灵敏度,以至报废;)影响机器、仪表设备精度和灵敏度,以至报废;不纯不纯的金属与电解质溶液接触的金属与电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子而被氧化的活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀叫做电化学腐蚀。腐蚀叫
3、做电化学腐蚀。一、金属的电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应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。而引起损耗的现象。2 2、类型、类型、类型、类型(1)化学腐蚀)化学腐蚀(2)电化学腐蚀)电化学腐蚀金属与接触到的干燥气体(如金属与接触到的干燥气体(如O2,Cl2,SO2)或非电解质液体)或非电解质液体(石油石油)等直接发生化学反应引等直接发生化学反应引起的腐蚀叫做化学腐蚀。起的腐蚀叫做化学腐蚀。(更普遍且危害大)(更普遍且危害大)1 1、金属腐蚀、金属腐蚀、金属腐蚀、金属腐蚀实质:实质:发生氧化还原反应发生氧化还原反应 M-ne-=M
4、n+金属与接触到的干燥气体(如金属与接触到的干燥气体(如O2,Cl2,SO2)或非)或非电解质液体电解质液体(石油石油)等直接发生化学反应引起的腐蚀叫等直接发生化学反应引起的腐蚀叫做化学腐蚀。做化学腐蚀。(1)、化学腐蚀、化学腐蚀.原理原理:.定义:定义:.影响因素:影响因素:金属跟氧化剂金属跟氧化剂直接直接发生氧化还原反应。发生氧化还原反应。金属越活泼,越易被腐蚀;金属越活泼,越易被腐蚀;金属所处的环境温度越高,腐蚀速率越快金属所处的环境温度越高,腐蚀速率越快氧化剂浓度越大,腐蚀速率越快。氧化剂浓度越大,腐蚀速率越快。(2)、电化学腐蚀)、电化学腐蚀 不纯的金属(或合金)跟电解质溶液接触时,
5、会不纯的金属(或合金)跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化,比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做这种腐蚀叫做电化学腐蚀电化学腐蚀。.不纯的金属(或合金).发生原电池反应(自发的氧化还原反应).负极金属失电子被氧化科学探究 现有洁净无锈的铁钉,试管、植物油、现有洁净无锈的铁钉,试管、植物油、NaCl溶液、溶液、CH3COOH溶液和煮沸后迅速冷却溶液和煮沸后迅速冷却的蒸馏水,你也可以选用其他物品,设计实验的蒸馏水,你也可以选用其他物品,设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件,以及在什么条件探究铁钉锈蚀需要哪些条件,以及在什么条件下锈蚀速率快。下锈蚀速
6、率快。不同条件下铁钉的腐蚀不同条件下铁钉的腐蚀实实验验方方案案CH3COOH溶液溶液煮沸后迅煮沸后迅速冷却的速冷却的蒸馏水蒸馏水NaCl溶液溶液煮沸后迅煮沸后迅速冷却的速冷却的蒸馏水蒸馏水植物油植物油记记录录结结论论有气泡产生,有气泡产生,反应速率快反应速率快相当长时相当长时间铁钉未间铁钉未被腐蚀被腐蚀铁钉被腐蚀铁钉被腐蚀最快最快由于无由于无O2,较长时间铁较长时间铁钉未被腐蚀钉未被腐蚀铁钉渐铁钉渐渐生锈渐生锈铁钉被铁钉被腐蚀腐蚀无明显现无明显现象象由于无由于无O2,铁钉未,铁钉未被腐蚀被腐蚀无明显现无明显现象象由于无由于无O2、H2O铁钉不铁钉不能被腐蚀能被腐蚀植植物物油油钢铁在干燥的空气里
7、长时间不易被钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐但在潮湿的空气里却很快被腐蚀蚀,这是什么原因呢这是什么原因呢?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。水膜钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水膜中溶解有来自大气中的中溶解有来自大气中的CO2、SO2、H2S等气体等气体 使水膜中含有使水膜中含有一定量的一定量的H+H2O+CO2 H2CO3 H+HCO3 -H2O H+OH-这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。钢铁的
8、钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀示意图示意图钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意图示意图负极(负极(Fe):Fe-2e-=Fe2+正极(正极(C):):水膜酸性较强水膜酸性较强 2H+2e=H2 水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性很弱或呈中性 2H2O+O2+4e=4OH电解质溶液电解质溶液钢铁钢铁 其中铁作负极其中铁作负极,碳作正极碳作正极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(-)正极正极C(+)总反应总反应进一步反应进一步反应联系联系钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀和和吸氧腐蚀吸氧腐蚀比较比较水膜呈水膜呈酸性酸性水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性很弱或呈中性2H +2e=H2+_2Fe-
9、4e=2Fe2+_ Fe-2e=Fe2+_O2+2H2O+4e=4OH_2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)2Fe+2H =+Fe +H22+4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3 nH2O通常两种腐蚀同时存在,但以通常两种腐蚀同时存在,但以吸氧腐蚀吸氧腐蚀为主为主 烧过菜的铁锅如果未及时洗烧过菜的铁锅如果未及时洗净(残液中含净(残液中含 NaCl),第二天便),第二天便出现红棕色锈斑(主要成分为出现红棕色锈斑(主要成分为Fe 2 O 3nH2O)。请问这种腐蚀是化学腐)。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀蚀还是电化学腐蚀?为什么为什么?解析:属于电化学腐蚀。解析:
10、属于电化学腐蚀。因为铁锅是由生铁做成的因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因为铁锅生锈是因为Fe-C-NaCl形成原电池。铁作负极,失去电子形成原电池。铁作负极,失去电子变成亚铁离子,从而被腐蚀。变成亚铁离子,从而被腐蚀。思考:思考:将用酸洗除锈的铁钉,在饱和食盐水浸泡后放在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如图所示的装置中,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结论结论:说明装置中有气体参加反应。说明装置中有气体参加反应。思考:思考:该气体是什么呢?该气体是什么呢?几天
11、之后发现铁钉表面生锈,发生的是吸氢腐蚀还是吸氧腐蚀?几天之后发现铁钉表面生锈,发生的是吸氢腐蚀还是吸氧腐蚀?知识总结知识总结一、金属的电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀2、金属腐蚀的本质:、金属腐蚀的本质:1、金属腐蚀:、金属腐蚀:M-ne=Mn+-金属的腐蚀是指金属与周围接触到的气体或液体发金属的腐蚀是指金属与周围接触到的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象生氧化还原反应而引起损耗的现象 3 种类种类电化学腐蚀电化学腐蚀 (原电池、常见、有电流原电池、常见、有电流)化学腐蚀化学腐蚀 (不多见、无电流不多见、无电流)化学腐蚀化学腐蚀和和电化学腐蚀电化学腐蚀的比较的比较化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀
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