钢铁锈蚀与防护

一、金属资源的消耗
资料一：人类每年要向自然界索取大量的金属矿 物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿物的 储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿 物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度， 有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示 （不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金 属储备量和金属的回收利用等）。
铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）： 铁未生锈
铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）： 铁未生锈
铁钉浸没一半在水中： 铁在空气、水的界面处生锈 铁钉浸没一半的在食盐水中：浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈 铁钉沾了酸液: 铁钉严重锈蚀
结论:
1 ．铁生锈是铁与氧气、水等物质相互 作用。（缓慢氧化,放热）
铁锈与铝壶表面的氧化铝膜性质比较 铁锈 氧化铝
(Ｆe2Ｏ3) 结构特点
疏松多孔
(Al2O3)
致密坚固 使铝“自我 保护”
若不除去结果 加速锈蚀
三、 怎样防止铁生锈
氧气 生锈
水Biblioteka Baidu
1. 加上油漆、搪瓷、塑胶层或油脂
加上油漆、搪瓷、塑胶层或油脂来防锈
铁 油漆
氧气和水不能与铁接 触，所以铁不会生锈
油漆剥 落后
2
答:
在潮湿的空气中铜与氧气、水、 二氧化 碳等作用生成了铜绿。 推理依据是按铜绿的化 学式可知：铜绿含C、H、O、Cu四种元素， 若无空气中的O2、H2O、CO2 等对铜发生作用则 铜绿中不可能含O、C、H等元素。用白醋浸泡可 除去铜锈。
防止铁制品生锈的具体方法为：
保持铁制品表面干燥和洁净
在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、涂 油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼 烧金属，进行“烤蓝”处理等 制成合金钢，如不锈钢
应用1
自行车的构件如支架、链条、钢圈、 辐条等，分别采取了什么防锈措施？
支架——烤漆
链条——涂油
钢圈、车把——镀铬
锁芯通常是铜制的，锁身通常是喷漆，锁勾通常 中不锈钢或镀铬镍
（3）你认为怎么保养才能防止锁生锈？ 保持干燥、防雨淋、经常给锁芯注油
四、金属资源保护
回收和利用废旧金属
讨论
废弃金属的回收有什么意义？
可节约金属资源 由于金属冶炼需在高温下进行，回收废
弃金属并再利用可节约能源
降低金属制品的生产成本，可方便人们
1.在下列情况下，埋在地下的铸铁管 道腐蚀最慢 的是（ ） A.在干燥、致密、不透气的土壤中 B.在潮湿、疏松、透气的土壤中 C.在潮湿、致密、不透气的土壤中 D.在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中
小明发现家里的铜器表面生了一层绿色物质，用小刀 刮去后见到原来红色的铜。 小明去问老师，老师告诉他 这是铜生了， 这层绿色物质叫“铜绿”, 学名叫“碱式 碳酸铜”, 化学式为 : Cu2（OH）2CO3。据此你能帮助 小明分析铜器生锈的原因吗？你的推理依据是什么？你 (设计实验探究铜生锈的条件） 如何帮助小明将铜器上的锈除去？
油漆
氧气和水与铁接触， 导致铁生锈
2. 镀上其他金属, 如镀锡、锌、铜、镍、铬等
「罐头」是由镀锡铁制成。
镀铬的浴室水笼头。
3. 使用合金
用不锈钢制造的器具
4.牺牲性保护 把铁与一较活泼的金属相 连接，牺牲活波金属，从 而防锈。
由镀锌铁制造的水桶
牺牲性保护防锈法
破损部位
锌表层
氧与锌反应， 铁不会腐蚀
资料二：据有关资料报道，现在世界上每 年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于 年产量的20% ~ 40%。
钢铁是应用最普 遍且最容易被锈 蚀的金属材料
铁轨的锈蚀
锈蚀的轮船
为了减少损失， 需要探究钢铁锈 蚀的原因、防护 的方法
各种铁制品的锈蚀
一周后
干燥空气中 全浸在水中 一半在水中 食盐水中 食醋浸过
金属的锈蚀与防护
胡家中学 段毅
生活中许多设施都是用铁制成，如：
但这些设施普遍受到腐蚀的影 响。
2001年11月10日
四川宜宾市城区南门大桥断裂
金属腐蚀的危害
据有关专家介绍，全球每一分钟就有1吨钢腐 蚀成铁锈，目前我国由于金属材料的腐蚀损失 每年大约5000亿元人民币，约占我国国民生 产总值的6%左右。
铁
锌块
金属防腐蚀的方法：
（1)隔绝空气或氧气 形成保护层
– 刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）
(2)隔绝水
– 电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、 通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等
改变金属的内部结构
– 制成合金，如不锈钢
改善腐蚀环境等等
– 保持铁制品表面干燥和洁净
讨论
1、在实际生活和生产中我们应该采取哪 些具体方法来防止铁制品生锈呢？
得到物美价廉的金属制品
可减少金属对环境的污染
三、废旧金属的回收和利用
1、金属资源保护的途径 （1）防 止 金 属 锈 蚀 （2）回收和利用废旧金属 （3）合理开采矿物 （4）寻找金属的替代品
2、废弃金属的危害
（1）浪费金属资源 （2）污染环境
如何保护金属资源：
从资源的采集和开采方面 （1）合理开采矿物 （2）寻找金属的代用品 （3）回收和利用废旧金属 从保护金属材料和制品方面 （1）防止金属腐蚀
辐条——镀锌
应用2
1、非供暖期间，铁制供暖设施中仍充满水，目 防止铁生锈 ，其原理是_____________ 隔绝氧气 的是_____________
在潮湿空气中（或雨淋，或接触酸碱盐的溶液等）
（2）锁的各个部分通常采取了怎样的防锈措施?(列举 两个不同部位的不同措施。）
2、锁是日常生活、生产中常用工具，一般是金属做的， 经常会生锈。 （1）在哪种情况下使用的铁锁最易生锈？
2.在酸性和有盐条件下会加快生锈速率
3．升温也会加速钢铁锈蚀 4 ．铁锈（混合物）的主要成分是氧化 铁Fe2O3,红色.
思考： 1、铁锈是否对钢铁起到保护作用？ 2、钢铁生锈后，我们应如何处理?请说出具体的 方法和注意问题。若是化学方法，请写出化学 方程式 3、金属铝比铁活泼，但是铝具有很好的抗腐蚀 性而铁却易生锈，这是为什么呢？