高二人教版化学选修一优质课件：3.2金属的腐蚀和防护(共47张PPT)

左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的 食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈
升温可加 快金属腐
蚀
温度对化学腐蚀的影响：
• 升温加快金属腐蚀 • 降温减慢金属腐蚀
思考与交流：
• 铁钉锈蚀的可能条件假设： • 只与水接触，不与空气接触 • 不与水接触，只与空气接触 • 既与水接触，又与空气接触 • 既与NaCl溶液接触，又与空气接触 • 既与CH3COOH溶液接触，又与空气接触
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
• 5．在装有水的容器中，用棉线悬挂一个在 水中保持平衡的金属棒，该棒由铁和铜焊 接而成，棉线系在两种金属接缝处（如 图），再向水中加入少量CuSO4，经过一段 时间应看到的现象是 ( BC )
• A．铁端将附着铜增重下沉；
• B．铜端将附着铜增重下沉；
两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍
小结： 1.金属腐蚀的本质：
金属原子 失去 e- 金属_阳__离_子__，发生_氧__化__反应
化学腐蚀
2.金属腐蚀的分类 电化腐蚀
（普遍） 中性或碱性环境
酸性环境
金属腐蚀的危害
金属的腐蚀对国民经济带来的损失是惊人的， 据70年代美国的一份统计报告，全世界每年由于腐 蚀而报废的金属设备和材料，约相当于金属年产量 的1/3，至于因设备腐蚀损坏而引起的停工减产、 产品质量下降、污染环境、危害人体健康甚至造成 严重事故的损失，就更无法估计了。当前，世界各 国都有许多优秀的科学家，从事金属腐蚀理论及防 护方法的研究工作。有志者可选择这方面的课题研 究，一定会大有作为；一旦有新的突破，产生的经 济效益和社会影响，必将是巨大的。
外面包上一层塑料层
某些工具的“机械传动部位” ，能用 油漆来防锈吗？应选用什么呢？
不能用油漆来防锈，而是选用油脂
【学习力-学习方法】
优秀同龄人的陪伴 让你的青春少走弯路
小案例—哪个是你
忙忙叨叨，起早贪黑， 上课认真，笔记认真， 小A 就是成绩不咋地……
好像天天在玩， 上课没事儿还调皮气老师， 笔记有时让人看不懂， 但一考试就挺好…… 小B
P58请你当设计师，假设用钢材在杭州西湖内建 造能使用20年左右的一座大桥，有三种防锈 措施供选择，你认为各种方法有什么优、缺 点？你优先选择哪种方法？理由是什么？
（1）涂上油漆 （2）使用镀铬的钢 （3）使用不锈钢
涂油漆的优点是成本较低，缺点是油漆层容易 脱落，保护作用一般，不太适合大桥要使用多 年的要求，而且也不适合在风景区使用。
实验方案
实验探究报告
现象记录
结论
试管A
试管B
试管C
试管D
试管E
锈蚀由快到慢的顺序为：E 、D 、C、B 或 A
钢铁的两种环境下的腐蚀比较
（1）
（2）
条 件
水膜呈_较__强__酸__性。
水膜呈中__性__或_酸__性__很__弱___
电 负极Fe(- ) Fe-2e=Fe2+
极 反
正极C(+)
2H++2e=H2↑
使用镀铬的钢的优点是保护作用优良，外表美 观，适合在风景区使用。
使用不锈钢的用点是保护作用优异，外表美 观，但成本较高，应酌情考虑。
钢铁在酸性环境腐蚀示意图
钢铁在碱性或中性环境腐蚀示意图
知识点: 金属的电化学腐蚀原理， 金属防护的常用方法和意义
2. 有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入
人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器
的能源。它依靠人体内血液种含有一定
浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作。它
的两极电极反应式分别
为：
、
。
（负极：Zn-2e-=Zn2+ ,
正极：2H2O+O2+4e-=4OH-,）
• 3、 烧过菜的铁锅未及时洗净，第二天便出现红棕 色锈斑（该锈斑为Fe(OH)3失水的产物），试用有 关的电极反应式，离子方程式和化学方程式表示 Fe(OH)3的生成．
（三）金属的防护方法 :
1.改变金属的内部组织结构； 如：将Cr、Ni等金属加进钢里制成不锈钢
2.在金属表面覆盖保护层，使它与__空__气____、 ____水______等物质___隔__离____。
如：喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、表面钝化 (氧化成致密的氧化膜)、搪瓷、包塑料等方法。
船身如何防腐蚀的？ 船身上装锌块
（2）电化学腐蚀 不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时， 会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子 而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
海边的铁制品比较容易生锈，为什么？
原电池反 应可加快 金属腐蚀
化学腐蚀与电化学腐蚀的差异
铁与酸反应，铁被腐蚀。 腐蚀速率较慢。
铁作负极被腐蚀 腐蚀速率较快。
原电池的形成条件:
P55 科学探究 •实验方案
• (实验需要在一周前开始做)：将5颗洁净无锈的 铁钉分别放入以下5支试管中
• A盛有经煮沸迅速冷却的蒸馏水，铁钉被浸没， 再加植物油
• B盛干燥剂CaCl2，试管口塞一团棉花，并塞上 塞子。
• C 加入蒸馏水，铁钉被浸没一半 • D 盛NaCl溶液，铁钉被浸没一半。 • E盛CH3COOH溶液，铁钉被浸没一半。 • 分时间段观察。
钢铁的电化学腐蚀：潮湿空气中吸附了一层薄薄
的水膜，由于溶解了CO2而形成了电解质溶液
H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3-
①若电解质溶液酸性较强 ——析氢腐蚀
负极：＿铁＿，电极反应式： Fe - 2e- ＝ Fe2+ 正极：＿碳＿，电极反应式：2H+ + 2e- ＝ H2↑
总反应式：Fe + 2H+＝ Fe2+ + H2↑
消化
固化
模式
拓展
小思 考
TIP1：听懂看到≈认知获取；
（2）电化学腐蚀，只有当金属跟电解质溶 液接触时，才会发生，并伴有微电流产生。
（3）原电池反应能加快金属腐蚀
化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
化学腐蚀
条件
金属跟具有氧化性 的物质直接接触
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(O2)接触
有微弱电流产生
本质
相互 联系
金属被氧化
较活泼金属被氧化
应 总反应: Fe+2H+=Fe2++H2↑
2Fe-4e=2Fe2+ O2+2H2O+4e=4OH2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2↓
生成铁锈：
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3 ·nH2O （铁锈）
联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
自行车如何防生锈？
• 四A.a种>金b>属c>的d活动性B顺.a>序c>由d强>b到弱为：（B）
• C. c>a>b>d D.b>d>c>a
• 8、钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是：
（）
C
• A.2H+ + 2e- === H2↑
• B.Fe 2+ + 2e- == Fe
• C.2H2O + O2 + 4e- === 4OH • D. Fe 3+ + e- === Fe 2+
(1)活泼性不同的两种金属（或金属与石墨） 构成两个电极 (2)电解质溶液
(3)构成闭合电路
(4)自发的氧化还原反应
原电池正负极的判断
根据金属的活泼性判断 活泼金属做_负__极, 不活泼金属(或可导电的 非金属）做_正__极
根据电极反应来判断 发生_氧_化__反应的是__负__极（电极消耗） 发生_还_原__反应的是__正__极（电极放出气体 或析出金属）
②若电解质溶液酸性较弱或呈中性 ——吸氧腐蚀
负极：＿铁＿，电极反应式：2Fe - 4e-＝ 2Fe2+
正极：＿碳＿，电极反应式：
2H2O + O2 + 4e- ＝ 4 OH总反应式：2Fe+ 2H2O + O2 ＝ 2 Fe(OH)2↓
注意：
（1）电化学腐蚀是通过构成无数微小的原 电池而发生的，作为负极的较活泼金属将不 断被腐蚀。而不活泼的金属（或非金属或其 它杂质）则被保护。
学习知识的能力 （学习新知识 速度、质量等）
长久坚持的能力 （自律性等）
什么是学习力-常见错误学 习方式
案例式 学习
顺序式 学习
冲刺式 学习
什么是学习力-高效学习必 备习惯
积极 主动
以终 为始
分清 主次
不断 更新
高效学习模型
高效学习模型-学习的完 整过程
方向
资料
筛选
认知
高效学习模型-学习的完 整过程
知识总结
(三)金属防护的方法
(1)、改变金属的内部组织结构，如 不锈钢 (2)、在金属表面覆盖保护层，如
覆盖油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化 成致密的气化膜等 (3)、电化学保护法 （消除引起金属发生电化腐蚀 的原电池反应的方法）
在要保护的金属上连接比该金属更活泼的金属或 合金 P57
P57思考与交流 如何选用防锈方法---请你决策
二、金属的防护
(一)影响金属腐蚀的因素： 金属的本性和介质
(二) 金属在什么条件下容易被腐蚀？ 在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电解质， 都容易被腐蚀
思考: 金属腐蚀的防护思路
主要从金属的本质和介质两方面考虑，如: ◆改变金属的内部组织结构， ◆在金属表面覆盖保护层等等