PPT《第三单元 金属的腐蚀与防护》

第三单元 金属的腐蚀与防护 马口铁是表面镀有一层锡的铁板,它不易生锈,又叫镀锡铁.

这种镀锡铁板在中国很长时间称为 马口铁 ,有人认为这是由于当时制造罐头用的镀锡铁板是经由澳门(英文名Macao可读作马口)进口的,所以叫 马口铁 . 1吨锡可以覆盖7 000多平方米的铁片,因此,马口铁很普通,也很便宜.马口铁最大的 主顾 是罐头工业.如果注意保护,马口铁可使用十多年而保持不锈.但是,一旦不小心碰破了用锡制成的 衣服 ,没多久,整张马口铁便会布满红棕色的铁锈斑.你知道是什么原因造成的这种现象吗?

一、金属的电化学腐蚀1.金属腐蚀是指金属或合金与周围环境中的物质发生 的现象.金属的腐蚀可分为 与 两种.2.化学腐蚀是指金属与其他物质直接接触发生 而引起的腐蚀. 化学反应 而腐蚀损耗 化学腐蚀 电化学腐蚀 氧化还原反应 3.电化学腐蚀是指不纯的金属或合金发生 ,使较活泼的金属 而引起的腐蚀.钢铁在潮湿的空气中生锈就是最典型的电化学腐蚀.在现实生活中主要的金属腐蚀是 .4.钢铁表面的电解质溶液不同,发生的电化学腐蚀也不同,分为 和.原电池反应 失去电子被氧化 电化学腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 (1)钢铁的析氢腐蚀:当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时,将发生析氢腐蚀,铁是负极,碳是正极.发生的电极反应:负极为Fe-2e-===Fe2+;

正极为2H++2e-===H2↑.(2)钢铁的吸氧腐蚀:当钢铁表面的电解质溶液 或呈 并溶有 时,将会发生吸氧腐蚀.负极反应为2Fe-4e-===2Fe2+;

正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-. 酸性很弱 中性 一定量的氧气 总反应的方程式为2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2.生成的Fe(OH)2在空气中发生变化的化学方程式是4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3.

二、金属的电化学防护1.防止金属锈蚀最常用的方法是 ,通过种种措施使钢铁与 隔绝,以达到防止钢铁锈蚀的目的.2.金属防护的常用方法有:(1)改变金属的 ,使金属性质改变,成为耐腐蚀金属,如不锈钢等.(2)加保护层,如采用等方法使金属与空气、水等物质隔离,以防金属氧化腐蚀. 在金属的表面覆盖保护层 空气、水 内部结构 喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化 (3)电化学防腐蚀①牺牲阳极的阴极保护法这种方法通常是在被保护的钢铁设备(如锅炉内壁、船体外壳等)上装上若干 ,作原电池的 不断遭受腐蚀,定期拆换,而作为 的 被保护了下来. 比被保护金属更活泼的金属 负极 正极 钢铁 ②外加电流的阴极保护法这种方法是将被保护的钢铁设备(如钢闸门)作为 ,用惰性电极 ,两者均存在于 ,接上 .通电后,电子被强制流向被保护的钢铁设备,使钢铁表面积累了大量负电荷,这样就抑制了 ,从而防止了 . 阴极 作为辅助阳极 电解质溶液里 直流电源 钢铁失去电子的作用 钢铁的腐蚀 1.埋在地下的钢铁管道容易腐蚀而损坏,其原因在哪里?应采取何种措施保护埋在地下的管道?提示:地下钢铁管道容易腐蚀的原因是发生电化学腐蚀.可在管道外壁涂沥青保护层,使钢铁管道跟周围电解质溶液隔离开来,破坏原电池形成的条件,从而使地下钢铁管道得到保护.另外,可把比Fe更活泼的Zn连接在钢铁管道上,Zn作为原电池的负极被腐蚀,而钢铁管道则被保护. 2.为什么白铁皮(镀锌铁皮)制品不易生锈,即使表面被划破也是如此,而马口铁(镀锡铁皮、做罐头用)制品一旦划破,表面会更快地生锈?提示:锌在空气中可形成氧化膜保护层,较耐腐蚀,镀锌铁皮由于锌隔绝开铁与空气的接触,使白铁皮制品不易生锈,当镀锌铁皮表面被划破后,在空气中形成原电池,锌作负极更容易被腐蚀而保护了铁.马口铁是镀锡铁皮,一旦划破表面构成原电池,铁比锡更活泼,所以铁更容易失去电子,加快了铁的腐蚀. 知识点1 金属的电化学腐蚀1.金属的腐蚀(1)金属腐蚀的概念: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过程.(2)金属腐蚀的实质:金属在腐蚀过程中所发生的化学变化,从根本上来说就是金属单质失去电子被氧化生成金属阳离子的过程,即发生反应M-ne-D→Mn+,也就是说金属腐蚀的本质是金属发生了氧化反应. 2.金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀:金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀.实质是金属被氧化.例如:铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀,在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀.(2)电化学腐蚀:不纯金属或合金发生原电池反应,使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀.钢铁在潮湿的空气中生锈就是最典型的电化学腐蚀. (3)化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生,但电化学腐蚀更普遍,危害更严重,腐蚀速率更快 相互关系 较活泼金属被氧化的过程 金属被氧化的过程 本质 有电流产生 无电流产生 特征 不纯金属或合金与电解质溶液接触 金属与有关物质直接接触 条件 电化学腐蚀 化学腐蚀 (4)析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较(以钢铁腐蚀为例) 吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍 普遍性 4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)32Fe(OH)3===Fe2O3・xH2O+(3-x)H2O 2Fe2++2OH-===2Fe(OH)2 其他反应及产物 O2+2H2O+4e-===4OH- 2H++2e-===H2↑ 正极反应 Fe-2e-===Fe2+ 负极反应 溶有O2的水溶液 溶有CO2等气体的水溶液 电解质溶液 水膜呈弱酸性或中性 水膜呈较强酸性 形成条件 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 类型 【例1】 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.(2)若试管内液面上升,则原溶液呈_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_发生________腐蚀,电极反应式:负极:正极: 【解析】 根据原电池的构成条件:有两种不同的材料(铁为负极,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,是铁钉发生吸氧腐蚀的结果,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,是铁钉发生析氢腐蚀的结果,据此写出电极反应式.本题应根据铁钉被腐蚀所处的环境分析被腐蚀的原因和类型,然后确定电极反应式.所考知识点有:原电池构成条件、原电池电极反应、金属的腐蚀及类型. 【答案】 (1)电化学(2)弱酸性或中性 吸氧 2Fe-4e-===2Fe2+ O2+4e-+2H2O===4OH-(3)较强的酸性 析氢 Fe-2e-===Fe2+ 2H++2e-===H2↑ 变式训练1 如下图所示,各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时,由快到慢的顺序是( )A.4>