1、选修4第四章第四节 金属的电化学腐蚀与防护,一、自学反馈,一、自学反馈,每年金属腐蚀造成直接经济损失占全年国民生 产总值的2%4%2013年中国全年国内生产总值：568845亿元 2013年金属腐蚀造成直接经济损失(2%),大家有没有想过，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？,问题讨论,钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，它们在什么条件下易生锈？ 试设计实验来证明你的结论。,二、本节目标活动探究,钢铁及其制品等生锈的条件,实验结论： 。,向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两支试管分别标记为a、b中，按图1-28装置好仪器。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水
2、中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。,实验现象：,装置a中的导管中水柱上升，装置b中的导管中水柱下降。,思考：导管中的水柱变化说明什么问题？,讨论，小结：,装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小， a装置中有气体参加反应。 装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。,思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？,在a装置中铁、炭、氯化钠溶液及b装置中铁、炭、醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率。,请大家根据原电池原理，写出电极反应式及电池反应方程式。,a装置中：,负极： Fe - 2e- = Fe2+,正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-,电池反应： 2Fe+ O2
3、+2H2O =2Fe(OH)2,分析：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。,4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n) H2O,a装置中： 进一步反应：,正极： 2H+ 2e- =H2 ,负极： Fe - 2e- = Fe2+,b装置中:,电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 ,分析：当钢铁处于酸性气氛中时，易发生析氢腐蚀；,析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。,结合课本P84-P85相关内容,1、什么是金属腐蚀？有哪些类别？ 2、化学腐蚀和哪些因素有关？ 3、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？分别发生哪些电
4、极反应？,知识总结,金属阳离子,失e-,氧化反应,3、金属腐蚀的类型,化学腐蚀,电化腐蚀,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,（常见普遍）,一、金属腐蚀,金属原子,2、金属腐蚀的本质：,1、金属腐蚀：,是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。,M ne-Mn+,化学腐蚀与电化腐蚀的比较:,金属跟非金属单质直接接触,不纯金属或合金 跟电解质溶液接触,无电流产生,有微弱电流产生,金属被氧化,较活泼金属被氧化,两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍,钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较,Fe2O3 nH2O,（铁锈）,通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,条件,水膜呈酸性。,水膜呈
5、中性或酸性很弱或碱性。,电极反应,负极Fe(- ),Fe-2e-=Fe2+,2Fe-4e-=2Fe2+,正极C(+),2H+2e-=H2,O2+2H2O+4e-=4OH-,总反应:,Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ,2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,联系,铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。,1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。,因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。,2. 1910年遗留在南极
6、的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。,是由于南极的温度常年在0以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行。,课堂练习,1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：,（1）,若液面上升，则溶液呈 性，发生 腐蚀,电极反应式为：负极： , 正极：,若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极： 正极： 。,（2）,中性或碱性,吸氧,Fe2e-Fe2+,O2+2H2O+4e-4OH,酸性,析氢,Fe2e-Fe2+,2H+2e-H2,请大家根据铁生锈的原理，思考应采取什么措施防止铁生锈？,请大家阅读课本86-87,原理 ：,形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而
7、活泼金属反应受到腐蚀。,1.牺牲阳极保护法,二、金属的电化学保护,牺牲阳极的阴极保护法示意图,2.外加电流法将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。,外加电流的阴极保护法示意图,除此以外还有其它防护方法？,一、金属腐蚀的类型,三、总结提升,四、总结提升,二、金属的防护,1,四、总结提升,1、我国首创的以铝空气海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高2050倍。试推测此种新型电池电极反应式： 负极：_； 正极：_ 。,
8、Al -3e- = Al3+,O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,四、总结提升,2、糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。若含有1.12g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气 mL（标准状况）,4Fe 2Fe2O3xH2O 3O2,336,3、阅读材料，回答下列问题： 材料1：农村低压（220V）输电线一般用裸露的铝线，而农户家里一般使用铜芯漆包线。某家在连接电路时将入户铜线和主线铝线缠绕接好后，用胶布将接头包住，一年后，发现主线铝线断了。 材料2：电工守则：引入住户的铜芯线不能直接连接在室外铝芯主线上。导致铜线铝线接头处容易断开的原因
9、是 。为保护室外铝芯主线，假如你是该村电工，你将如何为材料1中的农户连接。,形成电化学腐蚀，铝为负极被腐蚀,用一截铝线连接主线铝线，在与铜线连接；或使用专用设备,4、探索发现： 将两根洁净的铁钉用导线连接灵敏电流计后同时插入到装有NaCl饱和溶液的U型管中，观察灵敏电流计指针有没有偏转； 把一个铁钉拿出溶液，过15s后再把这根铁钉放入溶液中，观察灵敏电流计的指针是否发生偏转。（友情提示：若有偏转，请注意电流计指针偏转方向）。 请你观察、思考后回答： 第一次实验时，电流计指针 （填“有”或“没有”）偏转，其可能的原因是 ； 第二次实验时，电流计指针 （填“有”或“没有”）偏转，其可能的原因是 。,没有,没有形成原电池,有,先放入的铁钉消耗了该侧溶液中的氧气，再放入另一铁钉时，此铁钉附近溶液中氧气浓度较高，形成吸氧腐蚀的原电池,五、评价反馈,专用设备铜铝过渡线夹,
