(
课件网) 金属的腐蚀与防护 第四章 化学反应与电能 1.认识金属腐蚀的危害，能利用原电池原理解释电化学腐蚀的原因。 2.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。 3.了解金属腐蚀的防护方法。 经济 据统计，我国每年因金属腐蚀而造成的损失 约占国民生产总值的3%~5%，远远超过各 项大灾损失的总和。 安全 腐蚀不仅造成经济损失，也常造成安全 事故。如油管因裂缝而漏油，引起着火 爆炸；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷等。 了解金属腐蚀的原因，并采取有效措施防止金属腐蚀具有重要意义。 一、金属腐蚀 1.定义:金属或合金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。 2.本质:M－ne－→Mn+ 如Fe →Fe2O3 xH2O Cu→Cu2(OH)2 CO3 金属腐蚀 化学腐蚀： 电化学腐蚀： 金属跟其表面接触到的一些物质直接反应 不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应，较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀 无电流产生 有微弱电流产生 化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生，但电化学腐蚀更普遍 钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀，但在潮湿的的空气中 却很快被腐蚀，这是什么原因呢？ 酸性环境 Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑ 总反应： 2H++ 2e- =H2 ↑ 正极： 负极： Fe - 2e- = Fe2+ C正极材料 Fe负极材料 负极反应物 酸性较强水膜或电解质溶液 H+ 钢铁析氢腐蚀 酸性很弱或中性环境 酸性很弱或中性的电解质溶液 负极材料 负极反应物 正极材料 正极反应物 2Fe - 4e- = 2Fe2+ 负极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 正极： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2 总反应： 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O 钢铁吸氧腐蚀 进一步反应：（记下来） 白色变为灰绿色，后迅速变为红褐色 铁锈的主要成分 条件 析氢腐蚀 水膜呈酸性(PH＜4)，且酸性较强 吸氧腐蚀 水膜呈中性或酸性很弱 电极 反应 负极（Fe） 正极(Cu或C ) Fe -2e- = Fe2+ 2H+ + 2e－ = H2↑ 2Fe - 4e- = 2Fe2+ O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 总反应 Fe + 2H+ = Fe2++ H2↑ 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 生成铁锈的反应 4Fe(OH)2+2H2O+O2= 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O＋(3－n)H2O 联系 通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍，且负极反应相同 Fe2O3 · nH2O 【微点拨】通常情况下,潮湿空气中水膜酸性较弱,发生的主要是吸氧腐蚀 氯化铵溶液(呈酸性) 若为碱性环境，仍发生吸氧腐蚀，负极：Fe -2e-+2OH- =Fe(OH)2 判断方法：①看环境 ②只有氢前金属才会发生析氢腐蚀，氢前和氢后金属都会发生吸氧腐蚀 【实验4-3】 （1）将经过酸洗除锈的铁钉用饱和食盐水浸泡一下， 放入图 4-21 所示的具支试管中。几分钟后，观察导管中水 柱的变化，解释引起这种变化的原因。 （2）取两支试管，分别放入两颗锌粒和等体积、等浓 度的稀盐酸，观察现象。然后，向其中一支试管中滴加 1~2 滴硫酸铜溶液，再观察现象。解释产生不同现象的原因。 吸氧腐蚀，压强减小， 滴加硫酸铜溶液的试管产生气泡的速率快，Zn把Cu置换出来，构成原电池，加快反应速率 实验操作 实验现象 实验解释 导管中液面上升 Fe-C-NaCl构成原电池，铁钉发生吸氧腐蚀，导致压强变小 两只试管均冒出气泡，且①试管中产生气泡的速率更快 Zn置换出Cu，Zn-Cu-稀盐酸构成原电池，形成电化学腐蚀，加快反应速率 1.结合图像分析吸氧腐蚀 与析氢腐蚀时溶液的pH。 2. pH不同时，正极放电 物质不同的原因。 交流讨论： 酸性条件下析氢腐蚀与吸氧腐蚀同时发生； pH在2.0~3.5时，主要发生 析氢腐蚀，pH≥4.0时主要发生吸氧腐蚀。 不同pH条件下体系压强随时间的变化情况 水膜酸性较强， c(H+)较大 氧化性 H+>O2 析氢腐蚀 2H++ 2e- = H2↑ 水膜酸性较弱或呈 中性，c(H+)较小 氧化性 H ... ...
