《高二化學選修四第四章《金屬的電化學腐蝕與防護》課件（蘇教版）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高二化學選修四第四章《金屬的電化學腐蝕與防護》課件（蘇教版）（55頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

,歡迎進入化學課堂,第四節(jié)金屬的電化學腐蝕與防護,課程標準導航1.認識金屬腐蝕的危害。2．會解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因。3．掌握金屬腐蝕的防護方法。,自主學習,一、金屬的電化學腐蝕1．金屬腐蝕(1)定義：金屬與周圍的____________物質(zhì)發(fā)生____________反應而引起損耗的現(xiàn)象。,氣體或液體,氧化還原,(2)本質(zhì)：金屬__________變成陽離子，發(fā)生了氧化反應，用反應方程式表示：M－ne－===Mn＋。(3)分類①化學腐蝕：金屬與接觸到的_________(如O2、Cl2、SO2等)或__________液體(如石油)等直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。,失去電子,干燥氣體,非電解質(zhì),②電化學腐蝕：______的金屬與________溶液接觸時，會發(fā)生__________反應，而使金屬腐蝕。2．電化學腐蝕鋼鐵析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較,不純,電解質(zhì),原電池,酸性,弱,中性,O2,2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2,3.鋼鐵生銹原理的實驗探究(1)實驗目的：探究飽和食鹽水浸泡過的鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕。(2)實驗步驟：將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入如圖所示的具支試管中。幾分鐘后，觀察導管中水柱的變化。,(3)實驗現(xiàn)象：_____________________________________。,導管中水柱上升，鐵釘表面有鐵銹生成,(4)實驗分析：裝置中Fe、C、飽和食鹽水一起構(gòu)成了原電池，F(xiàn)e作負極，碳作正極，飽和食鹽水作電解質(zhì)溶液，由于NaCl溶液呈中性，因此鋼鐵發(fā)生_________腐蝕。,吸氧,二、金屬的電化學防護1．金屬的防護,正極,陰極,2．金屬的電化學防護(1)犧牲陽極的陰極保護法①理論依據(jù)：利用__________原理。②裝置示意圖,原電池,③電極反應式負極：______________________；正極：___________________。(2)外加電流的陰極保護法①理論依據(jù)：利用__________原理。,電解,Zn－2e－===Zn2＋,2H＋＋2e－===H2↑,②裝置示意圖,陰極,陽極,自主體驗判斷正誤1．金屬的腐蝕都是金屬失去電子被氧化的過程，所以都是化學腐蝕。()2．鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕的區(qū)別在于前者有H2生成，后者有O2參加。()3．在入海口的鋼鐵閘門上裝一定數(shù)量的銅塊可防止閘門被腐蝕。(),4．鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的負極反應式為Fe－3e－===Fe3＋。()5．白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破損后鐵皮的腐蝕速率減慢。()6．原電池反應是導致金屬腐蝕的主要原因,故不能用來減緩金屬的腐蝕。()答案：1.2.√3.4.5.6.,探究導引1將純鐵片放入稀硫酸中發(fā)生的是析氫腐蝕嗎？提示：不是，因為沒有形成原電池，屬于化學腐蝕。,要點歸納,特別提醒判斷金屬的腐蝕類型要從本質(zhì)入手，化學腐蝕和電化學腐蝕的本質(zhì)區(qū)別在于是否發(fā)生原電池反應。在電化學腐蝕中，只有在金屬活動性順序中位于氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕，而位于氫之后的金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕，吸氧腐蝕比析氫腐蝕更為普遍。,即時應用1．(2012太原高二檢測)某課外活動小組，為研究金屬的腐蝕原理，做了如下實驗：將剪下的一塊鍍鋅鐵片，放入錐形瓶中，并滴入少量食鹽水將其浸濕，再加數(shù)滴酚酞試液,按如圖的裝置進行實驗,過一段時間后觀察。下列現(xiàn)象不可能出現(xiàn)的是(),A．B中導氣管中產(chǎn)生氣泡B．B中導氣管里形成一段水柱C．金屬片剪口變紅D．鋅被腐蝕,解析：選A。由題意知，鋅鐵合金放入NaCl溶液中，形成了原電池，由于金屬活動性：Zn＞Fe，且電解質(zhì)溶液為NaCl溶液，呈中性，故發(fā)生了Zn的吸氧腐蝕，導致A中壓強減小，B中應形成一段水柱，由于O2得電子后結(jié)合H2O形成OH－，顯堿性，使酚酞變紅,故A錯誤，B、C、D正確。,探究導引2結(jié)合金屬腐蝕的本質(zhì)，分析金屬防護的本質(zhì)是什么？在電化學防護中是如何做的？,提示：金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬被氧化劑氧化變成金屬陽離子，因此金屬防護的本質(zhì)是避免金屬接觸氧化劑，或采取措施使金屬不被氧化。在電化學防護中使被保護的金屬作原電池的正極或電解池的陰極，不參與電極反應，從而不被氧化。,要點歸納1．金屬腐蝕快慢的判斷方法(1)在同一電解質(zhì)溶液中：電解池原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞有防護措施的腐蝕。(2)同一種金屬在相同濃度不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序為：強電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液。,(3)有無保護措施的腐蝕快慢順序：無保護措施的金屬腐蝕＞有一定保護措施的金屬腐蝕＞犧牲陽極的陰極保護法引起的金屬腐蝕＞有外加電流的陰極保護法引起的金屬腐蝕。(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕速率越快。,特別提醒對于活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，氧化還原反應的速率越快，活潑金屬腐蝕速率越快；純度越高的金屬，腐蝕速率越慢。,2．金屬的防護方法(1)改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)例如：把鉻、鎳等加入普通鋼里制成的不銹鋼，就大大地增加了鋼鐵對各種侵蝕的抵抗力。,(2)在金屬表面覆蓋保護層在金屬表面覆蓋致密的保護層，從而使金屬制品跟周圍物質(zhì)隔離開來，這是一種普遍采用的防護方法。,(3)電化學保護法①犧牲陽極的陰極保護法將還原性較強的金屬作為保護極與被保護金屬相連構(gòu)成原電池，還原性較強的金屬將作為負極發(fā)生氧化反應而被損耗，被保護金屬作為正極就可以避免被腐蝕。這種保護法犧牲了陽極保護了陰極。,②外加電流的陰極保護法將被保護金屬與外加直流電源的負極相連讓其成為陰極，而將外加直流電源的正極接到惰性電極上，讓其成為陽極。,即時應用2．下列各情況下，其中鐵塊腐蝕由快到慢的順序是________。,解析：⑤中Fe作電解池的陽極，腐蝕速率最快，②中Fe作原電池的負極，腐蝕速率較快,③中Fe作原電池的正極，④中Fe作電解池的陰極，受到保護。因此鐵片腐蝕由快到慢的順序是：⑤②①③④。答案：⑤②①③④,(2012黑河高二檢測)下列試管中的鐵釘腐蝕最快的是(),【思路點撥】(1)原電池負極被腐蝕，電解池陽極被腐蝕。(2)一般規(guī)律：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞有防護措施的腐蝕。【解析】A、B、C裝置主要發(fā)生了化學腐蝕，而D裝置中首先Fe把Cu置換出來，F(xiàn)e－Cu與H＋形成了原電池，加快了腐蝕速度。,【答案】D【誤區(qū)警示】D裝置中易忽略Fe置換出的少量Cu與Fe組成原電池，發(fā)生原電池反應會引起腐蝕加快。,(2010高考北京卷)下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的是()A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護B．鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護內(nèi)部不被腐蝕,C．鋼管與銅管露天堆放在一起時，鋼管不易被腐蝕D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反應是Fe－3e－===Fe3＋,【解析】本題考查金屬的腐蝕和防護，意在考查學生對金屬腐蝕原理的理解和防護措施的應用。鋼管與電源正極相連，則鋼管作陽極，發(fā)生氧化反應而被腐蝕，A項錯誤；鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，在表面生成一層致密的氧化膜保護內(nèi)部不被腐蝕，B項正確；,鋼管與銅管露天堆放在一起，形成原電池時鋼管作負極，發(fā)生氧化反應而被腐蝕，C項錯誤；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反應為：Fe－2e－===Fe2＋，D項錯誤。【答案】B,鋼鐵生銹的實驗探究鋼鐵在潮濕環(huán)境下形成原電池，發(fā)生電化學腐蝕。潮濕是鐵生銹的必需前提，根據(jù)鐵(Fe)→鐵銹(Fe2O3H2O)生銹條件：O2濃度是影響生銹快慢的一個重要因素。,[經(jīng)典案例]某研究性學習課題組為探究影響鋼鐵生銹的因素，設(shè)計了如下的方案：在四個小燒瓶中分別放入下列物質(zhì)：A瓶干燥的細鐵絲、B瓶浸過食鹽水的細鐵絲、C瓶浸過清水的細鐵絲、D瓶食鹽水及細鐵絲，并使細鐵絲完全浸沒在食鹽水中。然后裝配成如圖所示的四套裝置，每隔一段時間測量導管中水面上升的高度，結(jié)果如下表(表中所列數(shù)據(jù)為導管中水面上升的高度/cm)所示。,不同時間水面上升的高度,課題組在解題時，學校評審組組織了成果展示與答辯，假如你是課題組組長，請回答以下的問題：(1)導管中水面為什么會上升？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。,(2)上述實驗中，細鐵絲生銹的速率由大到小的排列順序為(填小燒瓶號)________________________________________________________________________。(3)影響鋼鐵生銹的因素主要有__________________________________________________________________________________________________________。,(4)為防止鐵的銹蝕，工業(yè)上普遍采用的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答兩種方法),【解析】浸過清水或食鹽水的鐵絲發(fā)生吸氧腐蝕，故導管中液面要上升。但要發(fā)生吸氧腐蝕的原電池反應，必須符合構(gòu)成原電池的基本條件：①活潑性不同的電極互相接觸；②電解質(zhì)溶液；③有空氣(或O2)且盡量與細鐵絲和電解質(zhì)接觸。,為了防止鐵的銹蝕，工業(yè)上普遍采用電化學保護法，可以作原電池的正極或電解池的陰極，也可以用覆蓋保護層的方法。,【答案】(1)鐵生銹時跟空氣中的氧氣反應,消耗了氧氣而使小燒瓶中氣體壓強降低(2)B＞C＞A＝D(3)①跟氧氣接觸，②有水分存在，③有電解質(zhì)存在，三者同時具備時鐵生銹速率最快(或從構(gòu)成原電池的條件分析)(4)電鍍等表面覆蓋保護層法、犧牲陽極的陰極保護法等,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,