钢铁的电化学腐蚀.ppt

,第三单元 化学能与电能的转化,江苏省宿迁中学高一化学组2023/9/29,专题2 化学反应与能量变化,钢铁的电化学腐蚀,还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应,氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应,还原剂失去的电子从锌极流出,流入铜极.,经外电路,Zn2+,H+,SO42-,电流方向,回顾：原电池工作原理,2、组成原电池的条件:,(1)有活泼性不同的两个电极,(2)两电极都接触电解质溶液,(3)正极、负极、电解质溶液构成闭合回路,(4)在电极表面上能发生自发进行的 氧化还原反应。,H2SO4(aq),CuSO4(aq),负极():.正极():.总反应式:.,负极():.正极():.总反应式:.,请在图上标出电子的流动方向和电流方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.,Ag,Fe,Zn Zn2e-=Zn2+Cu Cu2+2e-=Cu Zn+Cu2+=Zn2+Cu,Fe Fe2e-=Fe 2+Ag 2H+2e-=H2 Fe+2H+=Fe 2+H2,3、设计原电池,1、利用 Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2 的氧化还原反应设计原电池,负极：,正极：,Cu2e-=Cu2+,2Fe3+2e-=2Fe2+,氧化反应,还原反应,2.一个原电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+Cu,该反应的的原电池正确组合是（）,C,(1).,(2).,判断下列装置是否为原电池？若是，指出电极名称并写出电极反应式。,若将Fe棒C棒粉碎掺在一起制成一光亮的FeC合金棒，插在HCl里，则是否构成了原电池？若是，电极反应是什么？长期放置，铁棒表面会有什么变化？,问题讨论,否,是,是,C,负极（Fe）：2Fe-4e=2Fe2+正极（C）：2H2OO24e=4OH Fe2+与OH-形成Fe(OH)2，又被氧化成Fe(OH)3，分解后形成铁锈：电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。,在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量H+和OH，还溶解了氧气，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。铁失去电子而被氧化：,2FeO2+2H2O=2Fe(OH)2,总式：,Fe2O3 nH2O,（铁锈）,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,化学腐蚀（次要）,金属跟接触到的物质(如O2、Cl2、SO2等)直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。这类反应比较简单，仅仅是金属跟氧化剂之间的氧化还原反应。,电化学腐蚀（主要）,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，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。,钢铁的析氢腐蚀示意图,钢铁的吸氧腐蚀示意图,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。,水膜呈中性或酸性很弱。,CO2+H2OH2CO3 H+HCO 3-,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,练习,1.,如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：,（1）,若试管液面上升，则溶液呈 性，发生 腐蚀,电极反应式为：负极：,正极：；,若试管液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极：正极：。,（2）,中性或弱酸,吸氧,Fe2e-Fe2+,O2+2H2O+4e-4OH,酸性,析氢,Fe2e-Fe2+,2H+2e-H2,2、,分析右图，按要求写出有关反应方程式：（1）铁棒上的电极反应式为：（2）碳棒上的电极反应式为：（3）溶液中发生反应的化学方程式：,Fe2+2OH-=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,O2+2H2O+4e-4OH-,2Fe4e-2Fe2+,