金属的腐蚀与防护_课件
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精品 课件
高中化学选择性必修1
第四章 化学反应与电能
金属的腐蚀与防护
新人教版
特级教师优秀课件精选
教学目标
认识金属腐蚀的危害，能解释金属发生电化学腐蚀的原因。 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。 掌握金属腐蚀的防护方法。
教学重点 金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。
教学难点 金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。
金属的腐蚀在生活中非常普遍：
中国航天工业总公司第三十一研究所近日公布了一组数据 ： 全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈。 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约10000亿美元，占各国国 民生产总值的2%～4%，在美国，每年因钢铁腐蚀造成的 损失就占国内生产总值的3%，大约三分之一的化学设备因 局部腐蚀而停工。我国钢铁腐蚀经济损失高达2800亿人民 币，约占国民生产总值(GNP)的4%，每年约有30%的钢铁 因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊人的。
实验1.铁的吸氧腐蚀（步骤与现象） 把铁钉置于具支试管中，胶塞塞好，导管伸入水面下。
实验1.铁的吸氧腐蚀（步骤与现象） 随着反应的进行，导管处倒吸的水柱越来越高。
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析）
为什么导管处会有倒吸的水柱？ 铁钉发生电化学腐蚀，消耗了具支试管中的氧气，气压 减小，大气压将试管中的水压入导管中。
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析）
将金属置于不同条件下（例如电解池、原电池，或直接与氧化 剂接触......），你能否判断其腐蚀的快慢？
判断依据： 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 同一金属在不同物质中腐蚀的快慢： 强电解质>弱电解质>非电解质
练习 1.下列情况下，海水中铁腐蚀最快的是( B )
练习
8. 如图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢
的顺序为 C
(
)
A.②①③④ B.④③①② C.④②①③ D.③②④①
铁的吸氧腐蚀（实验视频）
金属的电化学腐蚀
金属腐蚀的本质是什么？ 什么是化学腐蚀？什么是电化学腐蚀？ 什么情况发生析氢腐蚀？什么情况发生吸氧腐蚀？ 铁锈的成分是什么？
析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较
金属腐蚀的类型
由于与金属接触的气体或液体物质不同，发生腐蚀的情况也 不同，可分为：
化学腐蚀 金属与接触到的干燥气体（如
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。
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
比较普遍、 反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，例如 危害较大 钢铁在潮湿空气中生锈。
蚀下去，最终整个铁制品都被腐蚀。
金属的电化学腐蚀一般既有析氢腐蚀又有吸氧腐蚀，以后者为主。
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析）
了解了电化学腐蚀后，请你想想下面的问题： ①为什么说金属的电化学腐蚀比化学腐蚀危害程度更大？ 金属制品往往有杂质，表面形成许多原电池，因此电化学腐 蚀现象就比较普遍；且电化学腐蚀（原电池反应）速度更快 。
相应地，你知道有哪些防止金属腐蚀的具体方法？ ①给金属穿上“防护服”。具体方式有： 涂漆——如在钢铁表面涂防锈油漆； 热镀——加热锌或锡等耐腐蚀性能较强的金属，使其 均匀覆盖于钢铁表面； 电镀——在钢铁表面形成锌或铬等耐腐蚀性较强的金属镀层； 以及喷涂有机或无机涂层材料等。
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析）
②自20世纪以来，金属遭受腐蚀的现象较过去数百年更为严重 ，其主要原因是什么？ 随着工业的发展，大气污染、温室效应等现象愈发严重，酸雨 形成的地区范围更广、降雨次数更为频繁，因此金属遭受电化 学腐蚀较为严重。
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析）
③如果把前面实验中的NaCl溶液换成NH4 Cl溶液，导管处的水 柱会怎样？ 水柱下降（且低于试管中的液面）。原因：NH4 Cl溶液因水解 显酸性，铁钉会发生析氢腐蚀，释放氢气，使装置内气压升高 。
金属腐蚀的类型
化学腐蚀
条件
金属跟氧化性 物质直接接触
Fra Baidu bibliotek现象
无电流产生
电化学腐蚀 不纯金属或合金跟电解 质溶液及氧化剂接触
有微弱的电流产生
本质
金属被氧化的过程
较活泼的金属 被氧化的过程
相互关系
化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生
实验1.铁的吸氧腐蚀（步骤与现象）
钢铁为什么在潮湿空气中容易生锈？除了潮湿空气还需要什 么条件？让我们一起来看一下这个实验~
金属腐蚀甚至会造成安全、环保问题： 意大利热那亚高架桥2018年8月14日坍塌事故，造成43人死亡。
防止金属腐蚀，任重道远。因此，了解金属腐蚀的原因和 寻求防止金属腐蚀的方法具有重要意义。
金属为什么这么容易腐蚀呢？
金属腐蚀的概念
首先，我们应知道什么是金属腐蚀： 是指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。其本质是金属失去电子，被氧化：
化学腐蚀与电化学腐蚀有什么区别？ 析氢腐蚀与吸氧腐蚀有什么区别？
金属防护的思路
鉴于金属发生腐蚀的原因，你有什么能防止金属腐蚀的思路？ ①直接隔离。选用适当的材料使金属与空气、水等隔开。 ②因势利导。电化学腐蚀还是用电化学方法来解决。 ③改变本质。改变金属的内部组成结构，增强抗腐蚀性能。
给金属以保护层
负极： 正极： 总反应：
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析） ②水膜显中性或弱酸性，吸氧腐蚀：
负极： 正极： 总反应：
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析） 前面浸泡过食盐水的铁钉发生的就是吸氧腐蚀。 吸氧腐蚀生成的Fe(OH)2 继续与O2 作用：
Fe(OH)3 脱去一部分水生成
，它就是铁锈的主
要成分。铁锈疏松地覆盖在钢铁表面，不能阻止铁继续腐
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析）
为什么铁钉会发生电化学腐蚀？
钢铁在潮湿空气中时表面会形成一层薄薄的水膜，水中
溶有
等气体，这样在钢铁表面形成了
一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳构
成无数微小的原电池。
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析） 在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。发生的电极反应分 为两种情况： ①水膜显强酸性，析氢腐蚀（仅针对活动性大于H的金属）：
实验1.铁的吸氧腐蚀（步骤与现象） 准备实验器材（具支试管、乳胶管、导管、试管等）。
实验1.铁的吸氧腐蚀（步骤与现象） 连接装置并检查装置气密性，导管末端有气泡产生说明气密性好。
实验1.铁的吸氧腐蚀（步骤与现象） 把几根铁钉放入一试管，加入稀盐酸除去铁锈。
实验1.铁的吸氧腐蚀（步骤与现象） 取出铁钉，用蒸馏水洗净，再用饱和食盐水浸泡片刻。
高中化学选择性必修1
第四章 化学反应与电能
金属的腐蚀与防护
新人教版
特级教师优秀课件精选
教学目标
认识金属腐蚀的危害，能解释金属发生电化学腐蚀的原因。 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。 掌握金属腐蚀的防护方法。
教学重点 金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。
教学难点 金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。
金属的腐蚀在生活中非常普遍：
中国航天工业总公司第三十一研究所近日公布了一组数据 ： 全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈。 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约10000亿美元，占各国国 民生产总值的2%～4%，在美国，每年因钢铁腐蚀造成的 损失就占国内生产总值的3%，大约三分之一的化学设备因 局部腐蚀而停工。我国钢铁腐蚀经济损失高达2800亿人民 币，约占国民生产总值(GNP)的4%，每年约有30%的钢铁 因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊人的。
实验1.铁的吸氧腐蚀（步骤与现象） 把铁钉置于具支试管中，胶塞塞好，导管伸入水面下。
实验1.铁的吸氧腐蚀（步骤与现象） 随着反应的进行，导管处倒吸的水柱越来越高。
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析）
为什么导管处会有倒吸的水柱？ 铁钉发生电化学腐蚀，消耗了具支试管中的氧气，气压 减小，大气压将试管中的水压入导管中。
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析）
将金属置于不同条件下（例如电解池、原电池，或直接与氧化 剂接触......），你能否判断其腐蚀的快慢？
判断依据： 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 同一金属在不同物质中腐蚀的快慢： 强电解质>弱电解质>非电解质
练习 1.下列情况下，海水中铁腐蚀最快的是( B )
练习
8. 如图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢
的顺序为 C
(
)
A.②①③④ B.④③①② C.④②①③ D.③②④①
铁的吸氧腐蚀（实验视频）
金属的电化学腐蚀
金属腐蚀的本质是什么？ 什么是化学腐蚀？什么是电化学腐蚀？ 什么情况发生析氢腐蚀？什么情况发生吸氧腐蚀？ 铁锈的成分是什么？
析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较
金属腐蚀的类型
由于与金属接触的气体或液体物质不同，发生腐蚀的情况也 不同，可分为：
化学腐蚀 金属与接触到的干燥气体（如
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。
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
比较普遍、 反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，例如 危害较大 钢铁在潮湿空气中生锈。
蚀下去，最终整个铁制品都被腐蚀。
金属的电化学腐蚀一般既有析氢腐蚀又有吸氧腐蚀，以后者为主。
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析）
了解了电化学腐蚀后，请你想想下面的问题： ①为什么说金属的电化学腐蚀比化学腐蚀危害程度更大？ 金属制品往往有杂质，表面形成许多原电池，因此电化学腐 蚀现象就比较普遍；且电化学腐蚀（原电池反应）速度更快 。
相应地，你知道有哪些防止金属腐蚀的具体方法？ ①给金属穿上“防护服”。具体方式有： 涂漆——如在钢铁表面涂防锈油漆； 热镀——加热锌或锡等耐腐蚀性能较强的金属，使其 均匀覆盖于钢铁表面； 电镀——在钢铁表面形成锌或铬等耐腐蚀性较强的金属镀层； 以及喷涂有机或无机涂层材料等。
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析）
②自20世纪以来，金属遭受腐蚀的现象较过去数百年更为严重 ，其主要原因是什么？ 随着工业的发展，大气污染、温室效应等现象愈发严重，酸雨 形成的地区范围更广、降雨次数更为频繁，因此金属遭受电化 学腐蚀较为严重。
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析）
③如果把前面实验中的NaCl溶液换成NH4 Cl溶液，导管处的水 柱会怎样？ 水柱下降（且低于试管中的液面）。原因：NH4 Cl溶液因水解 显酸性，铁钉会发生析氢腐蚀，释放氢气，使装置内气压升高 。
金属腐蚀的类型
化学腐蚀
条件
金属跟氧化性 物质直接接触
Fra Baidu bibliotek现象
无电流产生
电化学腐蚀 不纯金属或合金跟电解 质溶液及氧化剂接触
有微弱的电流产生
本质
金属被氧化的过程
较活泼的金属 被氧化的过程
相互关系
化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生
实验1.铁的吸氧腐蚀（步骤与现象）
钢铁为什么在潮湿空气中容易生锈？除了潮湿空气还需要什 么条件？让我们一起来看一下这个实验~
金属腐蚀甚至会造成安全、环保问题： 意大利热那亚高架桥2018年8月14日坍塌事故，造成43人死亡。
防止金属腐蚀，任重道远。因此，了解金属腐蚀的原因和 寻求防止金属腐蚀的方法具有重要意义。
金属为什么这么容易腐蚀呢？
金属腐蚀的概念
首先，我们应知道什么是金属腐蚀： 是指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。其本质是金属失去电子，被氧化：
化学腐蚀与电化学腐蚀有什么区别？ 析氢腐蚀与吸氧腐蚀有什么区别？
金属防护的思路
鉴于金属发生腐蚀的原因，你有什么能防止金属腐蚀的思路？ ①直接隔离。选用适当的材料使金属与空气、水等隔开。 ②因势利导。电化学腐蚀还是用电化学方法来解决。 ③改变本质。改变金属的内部组成结构，增强抗腐蚀性能。
给金属以保护层
负极： 正极： 总反应：
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析） ②水膜显中性或弱酸性，吸氧腐蚀：
负极： 正极： 总反应：
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析） 前面浸泡过食盐水的铁钉发生的就是吸氧腐蚀。 吸氧腐蚀生成的Fe(OH)2 继续与O2 作用：
Fe(OH)3 脱去一部分水生成
，它就是铁锈的主
要成分。铁锈疏松地覆盖在钢铁表面，不能阻止铁继续腐
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析）
为什么铁钉会发生电化学腐蚀？
钢铁在潮湿空气中时表面会形成一层薄薄的水膜，水中
溶有
等气体，这样在钢铁表面形成了
一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳构
成无数微小的原电池。
实验1.铁的吸氧腐蚀（实验分析） 在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。发生的电极反应分 为两种情况： ①水膜显强酸性，析氢腐蚀（仅针对活动性大于H的金属）：
实验1.铁的吸氧腐蚀（步骤与现象） 准备实验器材（具支试管、乳胶管、导管、试管等）。
实验1.铁的吸氧腐蚀（步骤与现象） 连接装置并检查装置气密性，导管末端有气泡产生说明气密性好。
实验1.铁的吸氧腐蚀（步骤与现象） 把几根铁钉放入一试管，加入稀盐酸除去铁锈。
实验1.铁的吸氧腐蚀（步骤与现象） 取出铁钉，用蒸馏水洗净，再用饱和食盐水浸泡片刻。