人教版高中化学选修四课件:4.4 金属的电化学腐蚀与防护
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1、第四节 金属的电化学腐蚀与防护,第四章 电化学基础,学习目标定位 1.认识金属腐蚀的危害,并能解释金属发生电化学腐蚀的原因,能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。 2.熟知金属腐蚀的防护方法。,一 金属的腐蚀,达标检测 提升技能,二 金属的防护方法,内容索引,一 金属的腐蚀,1.回答下列问题: (1)铁与氯气反应的化学方程式是 ;纯锌片与盐酸反应的离子方程式是 ;上述两反应过程 (填“是”或“不是”)原电池反应。 (2)铁制品在潮湿的环境中比在干燥的环境中 生锈,其原因是 。,新知导学,Zn2H=Zn2H2,不是,铁制品中含有杂质碳,在潮湿环境下的电解质溶液中构成原电池,加快了铁
2、被氧化的反应速率,易,2.金属的腐蚀 (1)概念:金属与周围的 发生 反应而引起损耗的现象。 (2)根据与金属接触的 不同,金属腐蚀可分为两类: 化学腐蚀:金属与接触到的 气体(如O2、Cl2、SO2等)或 液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。腐蚀的速率随温度升高而。 电化学腐蚀: 的金属跟 溶液接触时,会发生 反应,比较 的金属 电子而被氧化。,气体或液体物质,氧化还原,气体或液体物质,干燥,非电解质,加快,不纯,电解质,原电池,活泼,失去,(3)用铝制饭盒盛放醋酸,一段时间后,饭盒被腐蚀,这种腐蚀属于_,反应的化学方程式为 ;若用铝制饭盒盛放食盐(含水时),一段时间后,饭盒被腐蚀
3、,这种腐蚀属于 ,反应原理是(写电极反应式和总反应式):_ _。,化学,腐蚀,2Al6CH3COOH=2(CH3COO)3Al3H2,电化学腐蚀,负极:Al3e =Al3,正极:O22H2O4e=4OH,总反应:4Al3O2 6H2O =4Al(OH)3,3.钢铁的电化学腐蚀 根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同,钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀,如下图所示:,(1)钢铁的析氢腐蚀:当钢铁表面的电解质溶液 较强时,腐蚀过程中有H2放出。Fe是负极,C是正极。发生的电极反应式及总反应式为 负极: ; 正极: ; 总反应: 。,酸性,Fe2e=Fe2,2H2e=H2,Fe2H=Fe2H2,(2
4、)钢铁的吸氧腐蚀:当钢铁表面的电解质溶液呈 或呈 并溶有一定量的O2时,将会发生吸氧腐蚀。发生的电极反应式及总反应式为 负极: ; 正极: ; 总反应: 。 铁锈(Fe2O3xH2O)的形成: 。,中性,弱酸性,2Fe4e=2Fe2,2H2OO24e=4OH,2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2,2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O,1.金属腐蚀的本质 金属原子失去电子变为金属阳离子,金属发生氧化反应。,2.金属腐蚀的类型 (1)化学腐蚀与电化学腐蚀,(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀,提示 (1)金属活动顺序表中氢后的金属不能发生析氢腐蚀,只能发生吸氧腐蚀。 (2)金属活动顺序表中氢之前
5、、镁之后金属的电化学腐蚀与钢铁的电化学腐蚀相似。,1.下列关于金属腐蚀的说法正确的是 A.金属在潮湿空气中腐蚀的实质是MnH2O=M(OH)n H2 B.金属的化学腐蚀的实质是Mne=Mn,电子直接转移给氧化剂 C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D.在潮湿的环境中,金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀,活学活用,答案,解析,金属腐蚀的实质是金属失去电子,在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀放出H2,而在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀,析氢腐蚀和吸氧腐蚀均属于电化学腐蚀。,2.如图装置中,小试管内为红墨水,具支试管内盛有pH4的雨水和生铁片。观察到:开始导管内液面下降,一段时间后导管内
6、液面回升,略高于小试管液面。以下有关解释合理的是 A.生铁片中的碳是原电池的负极,发生还原反应 B.雨水酸性较强,生铁片仅发生析氢腐蚀 C.墨水回升时,碳极反应式为O22H2O4e=4OH D.具支试管中溶液pH逐渐减小,答案,解析,生铁片中的碳是原电池的正极,A错误; 雨水酸性较强,开始时铁片发生析氢腐蚀,产生氢气,导管内液面下降,一段时间后铁片发生吸氧腐蚀,吸收氧气,导管内液面回升,B错误; 墨水回升时,铁片发生吸氧腐蚀,碳极为正极,电极反应式为O22H2O4e=4OH,C正确; 铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,具支试管中溶液pH均增大,D错误。,二 金属的防护方法,1.金属的防护,新
7、知导学,正极,阴极,2.电化学保护法 (1)为了减小某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用 (填字母),此方法叫做保护法。 A.铜 B.钠 C.锌 D.石墨 (2)图乙所示的方案也可以减慢铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的 极,此方法叫做 保护法。,C,牺牲阳极的阴极,负,外加电流的阴极,1.金属的电化学防护方法,更活泼,正极,阴极,外加直流电源,2.判断金属腐蚀快慢的方法 (1)同一金属在相同电解质溶液中,金属腐蚀的快慢是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。 (2)同一金属在相同电解质溶液中,电解质浓度越
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