《【人教版】化学选修四：4.4《金属的电化学腐蚀与防护》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【人教版】化学选修四：4.4《金属的电化学腐蚀与防护》ppt课件（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四节 金属的电化学腐蚀与防护 学习目标 1. 了解金属腐蚀及其危害。 2. 了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。 ( 重点 ) 3. 了解金属防护的方法 ， 特别是电化学防护的方法。 ( 重点 ) 一、金属的电化学腐蚀 1 金属的腐蚀 概念 金属腐蚀是指金属与周围的 气体或液体 物质发生 氧化还原 反应而引起损耗的现象 特征 金属被腐蚀后 ， 在外形、色泽以及机械性能方面会发生变化 金属的腐蚀 本质 金属腐蚀的本质是金属 失去 电子变成阳离子 ， 发生 氧化反应 化反应 气体或液体 氧化 还原 失去 氧 化学腐蚀 金属与接触到的 干燥气体 ( 如 或 非电解质 液体 ( 如石油 ) 等直接发
2、生 化学反应而引起的腐蚀 金属的腐蚀 类型 电化学腐蚀 不纯 的金属与 电解质 溶液接触时 ， 会发生 原电池反应 ， 比较活泼的金属 失去电子 而被氧化的腐蚀。电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍 ，危害更大 失去电子 干燥气体 非电解质 不纯 电解质 原 电池反应 2. 钢铁的电化学腐 蚀 ( 1 ) 析氢腐蚀 ( 2 ) 吸氧腐蚀 1 纯铁片放入稀硫酸中发生的是什么腐蚀？ 【提示】 纯铁片放入稀硫酸中发生反应： H 2 ( 稀 ) = = 4 H 2 ， 发生的是化学腐蚀。 2 化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点和不同点是什么？ 【提示】 相同点：都是造成金属被氧化而腐蚀。不同点：化学腐蚀是金属和氧化剂
3、直接发生氧化还原反 应 ， 无电流产生；电化学腐蚀是发生原电池反应 ， 有电流产生 ， 活泼的金属被腐蚀。 二、金属腐蚀的防护方法 1 金属的防护措施与方法 2 金属的电化学防护 ( 1 ) 牺牲阳极的阴极保护法 应用 原理 ， 让被保护金属作 极 ， 一种活泼性较强的金属作 极 ， 用导线相连。 负 原电池 正 ( 2 ) 外加电流的阴极保护法 利用 原理 ， 把被保护的钢铁设备作为 极 ， 用惰性电极作为辅助 极。在电解质溶液里 ， 接外加 电源。 直流 电解 阴 阳 3 为保护地下钢管不被腐蚀 ， 可采取的电化学保护措施有哪些？ 【提示】 将钢管与锌板相连 ， 或将钢管与直流电源负极相连
4、。 4 什么是牺牲阳极的阴极保护法？外加电流的阴极保护法中被保护的金属接电源的哪一极？ 【提示】 牺牲阳极的阴极保护 法是将被保护的金属制品和活泼金属相连 ， 让活泼金属作原电池的负极 ， 失去电子被氧化而腐蚀 ， 则金属制 品为原电池的正极 ，得到保护。外加电流的阴极保护法中被保护的金属和电源的负极连接。 1 易误诊断 ( 1 ) 金属的腐蚀全都是氧化还原反应。 ( ) ( 2 ) 金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 ( ) ( 3 ) 因为 所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主。 ( ) ( 4 ) 不论析氢腐蚀还是吸氧腐蚀 ， 都是金属 被腐蚀。 ( ) ( 5 ) 钢铁发生析氢腐蚀 时负极反
5、应为 2e= = ， 发生吸氧腐蚀时负极反应为 3e= = F e 3。 ( ) 【答案】 ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) ( 5) 2 以下现象与电化学腐蚀无关的是 ( ) A 镀锡铁器比镀锌铁器表面破损时更易被腐蚀 B 纯铁不容易生锈 C 镶有相邻的银牙和金牙容易引起头痛 D 输送氯气的钢管易被氯气腐蚀 【解析】 A 项中镀锡铁器表面破损时形成原电池 ， 负极 ， 易被腐蚀 ， 而镀锌铁器表面破损时形成原电池 ， 正极 ，被保护。 B 项中 纯铁不能形成原电池 ， 所以不容易被腐蚀。 C 项中相邻的银牙和金牙容易形成原电池产生电流 ， 使人头痛恶心。 l 2 直接发生反应 ， 为化
6、学腐蚀 ， 与电化学腐蚀无关。 【答案】 D 3 钢铁发生吸氧腐蚀时 ， 正极上发生的电极反应是 ( ) A 2H 2e= =H 2 B 2e= = C 2H 2 O O 2 4e= = 4 e= = F 【解析】 钢铁发生吸氧腐蚀 ， 正极反应为 2H 2 O O 2 4e = = 4 O H 。 【答案】 C 4. 如右图所示 ， 水槽中试管内有一枚铁钉 ， 放置数天后观察： ( 1 ) 铁钉在逐渐 生锈，则铁钉的腐蚀属于_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 腐蚀 ( 填 “ 化学 ” 或 “ 电化学 ” ) 。 ( 2 ) 若试管内液面上升 ， 则原溶液呈 _ _ _ _ _ _ _
7、_ _ _ 性 ， 发生_ _ _ _ _ _ _ 腐蚀 ， 电极反应式：负极： _ _ _ _ _ _ ； 正极： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 ( 3 ) 若试管内液面下降 ， 则原溶液呈 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 性 ， 发生_ _ _ _ _ _ _ _ 腐蚀 ， 电极反应为：负极 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ； 正极： _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 【解析】 根据原电池的构成条件：有两种不同的材料 ( F e 为负极 ， 碳为正极 ) ， 有电解质溶液 ， 形成闭合回路 ， 可知铁钉的 腐蚀属于电化学腐 蚀。根据金属腐蚀的条件原理
8、及结果可知：试管内液面上升 ，说明是试管内压强减小，试管内气体被吸收所致，是铁钉吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应式；试管内液面下降，说明是试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是铁钉析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应式。 【答案】 ( 1 ) 电化学 ( 2 ) 弱酸性或中 吸氧 2 4e= = 2 F O 2 4e 2H 2 O = = 4 O H( 3 ) 较强的酸 析氢 2e= = F 2H 2e= =H 2 学生分组探究一 金属的电化学腐蚀 第 1 步探究 问题引入 ， 自主探究 1 纯铁和生铁分别与等浓度的盐酸反应 ， 哪种反应更快 ， 为什么？ 【提示】 生铁；因为生铁中含有碳
9、 ， 可形成原电池。 2 自然界中 ， 钢铁的腐蚀以哪种形式为主？ 【提示】 电化学腐蚀。 第 2 步阐述 要点归纳 ， 深化知识 1 金属腐蚀的实质： 金属原子失电子被氧化 ， 其反应为 M n e= =M n。 2 腐蚀的分类 化学腐蚀 电化学腐蚀 ( 主要 ) 不纯的金属与电解质溶液接触时 ， 会发生原电池反应 ， 比较活泼的金属失去电子而被氧化引起的腐蚀。 定义 金属与接触到的干燥气体或非电解质液体 等直接发生化学反应而引起的腐蚀 吸氧腐蚀 ( 主要 ) 析氢腐蚀 条件 金属与非金属 ( 非电解质 ) 直接接触 水膜中溶有 呈极弱酸性或中性 水膜酸性较强 区别 无电流产生 有微弱电流产
10、生 负极： 2e= = F 反应式 2 3 C = 2 F e C 2 4e= = 4 极 ： 2H 2e= = 联系 两种腐蚀往往同时发生 ， 电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、危害更大 第 3 步例证 典例印证 ， 思维深化 ( 2 0 1 4 福建高考节选 ) 铁及其化合物与生产、生活关系密切。 下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。 ( 1 ) 该电化学腐蚀称为 _ _ _ _ _ _ _ _ 。 ( 2 ) 图中 A 、 B 、 C 、 D 四个区域 ， 生成铁锈最多的是 _ _ _ _ _ _ _ ( 填字母 ) 。 【解析】 ( 1 ) 金属在中性和较弱的酸性条件下发
11、生的是吸氧腐蚀。 ( 2 ) 发生吸氧腐蚀 ， 越靠近液面接触到的 O 2 越多 ， 腐蚀得越严重。 【答案】 ( 1) 吸氧腐蚀 ( 2) B 第 4 步运用 精选习题 ， 落实强化 1 下列有关金属腐蚀的说法中正确的是 ( ) A 金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程 B 电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程 C 钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀 ， 负极吸收氧气 ， 产物最终转化为铁锈 D 金属的电化学腐蚀和化学腐蚀 本质相同 ， 但电化学腐蚀伴有电流产生 【解析】 金属腐蚀的本质 ， 主要是金属原子失电子被氧化 ，腐蚀的内因是金属的化学性质
12、比较活泼 ，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，所以 A 错误；电化学腐蚀指不纯金属与电解质溶液接触时发生原电池反应而损耗的过程 ， 不需要外加电流 ， 所以 B 错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀 ， 正极吸收氧气 ， 而不是负极吸收氧气 ，所以 C 错误；只有选项 D 正确。 【答案】 D 2 如图为模拟铁生锈的实验。铁粉中均匀混有少量炭粉 ， 撤在内壁已分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的甲 、乙两个具支试管中 ， 打开止水夹片刻 后，下列有关该实验的说法合理的是 ( ) A 甲装置导管口有气泡 ， 乙装置导管内出现一段液柱 B 甲装置中发生的电化学腐
13、蚀主要是析氢腐蚀 C 乙装置中发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 D 乙装置导管口有气泡冒出 【解析】 甲图中的电解质溶液呈中性 ， 所以发生的是吸氧腐蚀 ， A 、 B 两项均错；乙图中的电解质溶液呈酸性 ， 发生的是析氢腐蚀 ， 有气体产生 ， C 项错 ， D 项正确。 【答案】 D 3 用压强传感器探究生铁在 2 和 4 的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下： 2 时锥形瓶中气体压强变化的曲线图 4 时锥形瓶中气体压强变化的曲线图分析图像 ， 以下结论错误的是 ( ) A 溶液 2 时 ， 生铁发生 析氢腐蚀 B 在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀 C 析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快
14、D 两溶液中负极反应均为： 2e= = 【解析】 由压强变化图像可知 2 时 ， 压强增大 ， 说明生成氢气 ， 发生析氢腐蚀 ， 同理 4 时 ， 压强减小 ， 说明消耗氧气 ， 发生吸氧腐蚀 ， 两溶液中负极反应均为： 2e= = F ，A 、 B 、 D 选项正确；由斜率可知消耗氧气的速率比生成氢气的速率快 ， 且消耗 1 m o l 氧气转移 4 m o l 电子 ， 而生成 1 m o l 氢气转移2 m o l 电子 ， 所以吸氧腐蚀的速率大于析氢腐蚀速 率 ， C 选项错误。 【答案】 C 4 如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素 ， 某同学做了如下探究实验：
