2019年高中化學 第四章 電化學基礎 4.4 金屬的電化學腐蝕與防護課件 新人教版選修4.ppt

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第四節(jié)金屬的電化學腐蝕與防護 目標導航 預習導引 1 能說出金屬腐蝕及其危害 2 能說出金屬電化學腐蝕的原因及反應原理 3 能說出金屬防護的一般方法 特別是電化學防護的方法 目標導航 預習導引 一 二 一 金屬的電化學腐蝕1 金屬腐蝕 1 定義 金屬或合金與周圍的氣體或液體物質發(fā)生氧化還原反應而引起損耗的現象 2 實質 金屬原子失去電子變成陽離子的過程 即金屬發(fā)生了氧化反應 3 類型 根據與金屬接觸的介質不同 可分為化學腐蝕和電化學腐蝕 2 化學腐蝕金屬與接觸到的干燥氣體 如O2 Cl2 SO2等 或非電解質液體等直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕 腐蝕的速率隨溫度升高而增大 目標導航 預習導引 一 二 3 電化學腐蝕 1 定義 不純的金屬與電解質溶液接觸時 會發(fā)生原電池反應 比較活潑的金屬失去電子而被氧化 2 實例 在潮濕的空氣里 鋼鐵的表面形成了一層電解質溶液的薄膜 它和鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好構成了原電池 其中鐵是負極 碳是正極 3 析氫腐蝕和吸氧腐蝕 目標導航 預習導引 一 二 目標導航 預習導引 一 二 二 金屬的電化學防護1 犧牲陽極的陰極保護法應用原電池原理 讓被保護金屬作正極 另找一種活潑性較強的金屬作負極 如圖所示 目標導航 預習導引 一 二 2 外加電流的陰極保護法利用電解池原理 把被保護的鋼鐵設備作為陰極 用惰性電極作為輔助陽極 在電解質溶液里 接外加直流電源 如圖所示 目標導航 預習導引 一 二 電化學防護的實質是什么 提示 電化學防護的實質是把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 知識梳理 典例透析 一 二 三 一 化學腐蝕與電化學腐蝕的區(qū)別和聯系 知識梳理 典例透析 一 二 三 知識梳理 典例透析 一 二 三 特別提醒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 位于氫之后的金屬只能發(fā)生吸氧腐蝕 知識梳理 典例透析 一 二 三 二 判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律1 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 原電池原理的防護 電解原理的防護 2 對同一種金屬來說 腐蝕的快慢 強電解質溶液 弱電解質溶液 非電解質溶液 3 活動性不同的兩金屬 活動性差別越大 則活動性強的金屬腐蝕越快 4 對同一種電解質溶液來說 電解質溶液濃度越大 金屬腐蝕越快 特別提醒對于活動性不同的兩金屬 活動性差別越大 氧化還原反應的速率越大 活潑金屬腐蝕越快 純度越高的金屬 腐蝕速率越小 知識梳理 典例透析 一 二 三 三 金屬的電化學防護1 金屬的防護方法 知識梳理 典例透析 一 二 三 2 金屬的電化學防護 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 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 金屬的電化學腐蝕原理 例題1 銅制品上的鋁質鉚釘 在潮濕的空氣中易腐蝕的主要原因可描述為 A 形成原電池 鋁作負極B 形成原電池 銅作負極C 形成原電池時 電流由鋁流向銅D 鋁質鉚釘發(fā)生了化學腐蝕解析 電化學腐蝕與化學腐蝕的本質區(qū)別在于是否發(fā)生原電池反應 鋁質鉚釘上發(fā)生的是電化學腐蝕 鋁比銅活潑 故金屬鋁是負極 電流的流動方向與電子的流動方向恰好相反 應是由銅流向鋁 答案 A 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 點撥主要從以下幾個方面來解決此類題目 正確地判斷出金屬腐蝕是化學腐蝕還是電化學腐蝕 如果是電化學腐蝕 判斷出正 負極 一般活潑的金屬為負極被腐蝕 不活潑的金屬為正極被保護 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 金屬腐蝕快慢的比較 例題2 如圖 各燒杯中盛有海水 鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為 A B C D 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 解析 實質均為原電池裝置 中Fe為正極被保護 中Fe為負極 均被腐蝕 但相對來說 Fe和Cu的金屬活動性的差別比Fe和Sn的大 故Fe Cu原電池中Fe被腐蝕得快 中因鐵不純而發(fā)生微電池反應 答案 C 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 點撥在同一電解質溶液中 金屬腐蝕的快慢由下列原則判斷 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 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 金屬的防護 例題3 2017全國 支撐海港碼頭基礎的鋼管樁 常用外加電流的陰極保護法進行防腐 工作原理如圖所示 其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極 下列有關表述不正確的是 A 通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B 通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C 高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D 通入的保護電流應該根據環(huán)境條件變化進行調整 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 解析 外加電流的陰極保護法 使被保護的鋼管樁上無腐蝕電流 A項正確 通電后 高硅鑄鐵為惰性陽極 鋼管樁為陰極 外電路電子從陽極流向陰極 B項正確 由于高硅鑄鐵為惰性陽極 因此應是海水中的OH 失電子 2H2O 4e O2 4H 因此陽極材料不被損耗 C項錯誤 在外加電流的陰極保護法中 應依據環(huán)境條件變化調整電流大小 答案 C 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 點撥金屬的防護措施有 金屬表面涂抹油漆 改變金屬內部結構 保持金屬表面清潔干燥 在金屬表面進行電鍍 在金屬表面形成致密的氧化物薄膜 犧牲陽極的陰極保護法 外加電流的陰極保護法等