4电化学与金属腐蚀
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金属的电化学腐蚀与防护❖教学目标1.认识金属腐蚀的危害,能解释金属发生电化学腐蚀的原因。
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.掌握金属腐蚀的防护方法。
❖知识梳理一、金属的腐蚀1.概念金属或合金与周围接触到的气体或液体物质发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
2.本质金属原子失去电子变为阳离子,金属发生氧化反应。
3.分类(1)化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质溶液(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
(2)电化学腐蚀:不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子而被氧化。
4.钢铁的电化学腐蚀(1)钢铁的电化学腐蚀的分类(2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较:析氢腐蚀吸氧腐蚀图形描述钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图条件水膜酸性较强水膜呈中性_或酸性很弱__电极反应负极Fe-2e-===Fe2+2Fe-4e-===2Fe2+正极C 2H++2e-===H2↑O2+4e-+2H2O===4OH-总反应2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)25.影响金属腐蚀的因素。
影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面,就金属本性而言,金属越活泼,越容易被腐蚀。
介质对金属的腐蚀的影响也很大,如果金属在潮湿的空气中,接触腐蚀性气体或电解质溶液,就容易被腐蚀。
6.化学腐蚀与电化学腐蚀的相同点和不同点相同点都是造成金属被氧化腐蚀。
不同点是化学腐蚀是金属和氧化剂直接发生氧化还原反应,无电流产生;电化学腐蚀是发生原电池反应,有电流产生。
7.从字面上区别析氢腐蚀和吸氧腐蚀析氢腐蚀中的“析”是“析出”的意思,即发生该腐蚀时,有H2析出;吸氧腐蚀中的“吸”是“吸进”的意思,即发生该腐蚀时,空气中的氧气参加反应而被消耗。
8.铁在自然界中发生的腐蚀主要:主要是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀。
电化学腐蚀中吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍,吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式,在金属活动性顺序中位于氢前面和氢之后的金属都能发生吸氧腐蚀,但只有在金属活动性顺序表中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。
金属的电化学腐蚀与防护1.了解金属腐蚀及其危害。
2.能理解金属电化学腐蚀的原因,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.了解金属防护方法,特别是金属的电化学防护。
1.金属的电化学腐蚀(1)金属腐蚀:金属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)化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
(3)金属的电化学腐蚀①定义:不纯的金属与电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化。
如钢铁在潮湿的空气中生锈。
②类型a.析氢腐蚀(酸性较强的溶液)负极:Fe-2e-===Fe2+,正极:2H++2e-===H2↑,总方程式:Fe+2H+===Fe2++H2↑。
b.吸氧腐蚀(碱性、中性或弱酸性溶液)负极:Fe-2e-===Fe2+,正极:O2+4e-+2H2O===4OH-,总方程式:2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2。
Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
铁锈的主要成分是 Fe2O3·x H2O,不能(填“能”或“不能”)阻止钢铁继续被腐蚀。
2.金属的电化学防护(1)牺牲阳极阴极保护法在被保护的钢铁设备上装上比铁活泼的镁合金或锌块,它们作为原电池的负极(或阳极)钢铁设备作为正极(或阴极)被保护下来。
(2)外加电流的阴极保护法将被保护的钢铁设备作为阴极,用惰性电极作辅助阳极,在外加直流电源的作用下使阴极得到保护。
[新知探究]钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀的比较分类析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件水膜酸性较强水膜酸性极弱或呈中性电极反应负极Fe-2e-===Fe2+2Fe-4e-===2Fe2+正极2H++2e-===H2↑2H2O+O2+4e-===4OH-总反应Fe+2H+===Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3腐蚀速度一般较快一般较慢相互关系析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生,金属的腐蚀以吸氧腐蚀为主,吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍[名师点拨]金属腐蚀快慢的判断方法(1)在同一电解质溶液中:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。