金属的电化学腐蚀与防护PPT教学课件

思考：导管中的水柱变化说明什么问题？
讨论，小结：
装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强 减小， a装置中有气体参加反应。
装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。
思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？
在a装置中铁、炭、氯化钠溶液及b装置中铁、炭、 醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率。
学生活动
练习一：
石墨晶体的层状结构， 层内为平面正六边形结构 （如图），试回答下列问题： （1）图中平均每个正六边 形占有C原子数为____个、 占有的碳碳键数为__2__个。 碳原子数目与碳碳化3学键数 目之比为_______.
D
B.一定有各向异性
C.一定有固定的熔点
D.一定是无色透明的固体
2.晶体具有各向异性。如蓝晶石 （Al2O3·SiO2）在不同方向上 的硬度不同；又如石墨在与层垂 直的方向上的导电率与层平行的 方向上的导电率1∕104。晶体的 各向异性主要表现在是：（ D ）
①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光 学性质
• 面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害 事实，大家有没有想过，铁怎么会被 腐蚀？怎样防腐？
问题讨论
钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，它 们在什么条件下易生锈？ 试设计实验来 证明你的结论。
活动探究
钢铁及其制品等生锈的条件
实验结论：
。
问题讨论
钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若 在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长 期放置，常易生锈变红，原因是什么？
• 腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。
• 国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因 某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌 陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化 工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道 和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体 如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和 附近居民的生命安全。
（2）若液面下降，则溶液呈 酸性 性，发生 析氢 腐蚀，电极反应式为： 负极： Fe–2e-＝Fe2+ 正极：2H++2e-＝H2↑。
交流与讨论
请大家根据铁生锈的原理，思考 应采取什么措施防止铁生锈？
请大家阅读课本Ｐ92-93
二、金属的电化学保护
1.牺牲阳极保护法
原理 ： 形成原电池反应时，让被保护金属做正 极，不反应，起到保护作用；而活泼金 属反应受到腐蚀。
1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。
因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河 的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。
2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有 铁锈出现。
是由于南极的温度常年在0℃以下，说明在较高温度下， 腐蚀更易进行。
交流与讨论
3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。 是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原 电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。
水晶石
3.晶体形成的途径
• 熔融态物质凝固. • 气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华). • 溶质从溶液中析出.
• 1.石墨(C)和蓝宝石(Al2O3·SiO2)是常见的 晶体,其中石墨的结构呈层状,在与层垂直方 向的导电率为与层平行方向上导电率的 1/10000;蓝宝石在不同方向上的硬度是不 同的.
第四章 电化学基础
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
创设情景
看后：你有何感想？
金属腐蚀
• 我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生 产钢材37117.02万吨） ，每年被腐蚀的铁占到我国钢 铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占 到国内生产总值的2%~4%；约合人民币：3000亿元 （ 2005年我国国内生产总值将达15万亿元） 。
体外形)
周期性有序排列
非晶 没有(不能自发呈现 粒子排列相对无序 体 多面体外形)
说明:
(1)晶体自范性的本质:是晶体中粒 子微观空间里呈现周期性的有序 排列的宏观表象。
在一定条件下晶体能自动地呈现具 有一定对称性的多面体的外形 （晶体的形貌）。
非晶体不能呈现多面体的外形。
(2)晶体自范性的条件之一:生长速 率适当。
B、环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解 洗去；
C、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；
D、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；
探究一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐 蚀？为什么？
探究二、纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？如 果向酸中再加入硫酸铜又会什么现象？
课堂练习
3.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
活动与探究 P91
向铁粉中加入少量的炭粉，混合 均匀后，撒入内壁分别用氯化钠 和稀醋酸润湿过的两支试管分别 标记为a、b中，按图1-28装置好 仪器。几分钟后，打开止水夹， 观察、比较导管中水柱（在水中 滴加几滴红墨水）的变化和试管 中的现象。
实验现象： 装置a中的导管中水柱上升，装置b中的导管 中水柱下降。
(5) (2) (1) (3) (4)
第三章晶体结构与性质
3.1晶体常识
• 你知道固体有晶体和非晶体之分吗？ • 晶体:具有规则几何外形的固体 • 非晶体:没有规则几何外形的固体 • 能否举例说明？
雪花晶体
食糖晶体 明矾晶体
食盐晶体
单质硫
祖母绿
绿宝石
猫眼石
紫水晶
黄黄水水晶晶
NaCl晶体结构示意图：
体心：1
面心:1/2
顶点:1/8
棱边:1/4
小结:晶胞对质点的占有率
立方晶胞
体心： 1 面心： 1/2 棱边： 1/4 顶点： 1/8
3.常见晶胞中微粒数的计算
(1)六方晶胞：在六方体顶点的微粒为6个晶 胞共有，在面心的为2个晶胞共有，在体内的微 粒全属于该晶胞。
微粒数为：12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6
牺牲阳极的阴极保护法示意图
2.外加电流法 将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两
个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电 的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土 壤、海水及水中金属设备的腐蚀。
辅助阳极 （不溶性）
外加电流的阴极保护法示意图
除此以外还有其它防护方法？
小结
金属防护的几种重要方法 ①在金属表面覆盖保护层。 ②改变金属内部的组织结构，制成合金。 ③电化学保护法，即将金属作为原电池的 正极或电解池的阴极而受到保护。
阅读教材第65页 科学视野 晶体的X-射线衍射实验
用于晶体鉴别
晶体与非晶体
晶体 1.定义：有规则几何形状的固体
•性 质
晶 体 非晶体
• 自范性
有
无
•熔 点
固定 不固定
• 各向异性
有
无
• X-衍射（粉末）明锐线条 漫峰
2. 晶体自范性的条件之一:生长速率适当 3.晶体形成的途径： ①熔融态物质凝固. ②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华). ③溶质从溶液中析出.
（2）面心立方：在立方体顶点的微粒为8 个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。
微粒数为：8×1/8 + 6×1/2 = 4
(3)体心立方：在立方体顶点的微粒 为8个晶胞共享，处于体心的金属原 子全部属于该晶胞。
微粒数为：8×1/8 + 1 = 2 长方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献：
顶 ----1/8 棱----1/4 面----1/2 心----1
• 2.石蜡和玻璃都是非晶体,如果将二者加热, 当温度升高到一定程度后,开始软化,流动性 增强,最后变成液体.整个过程温度不断上升, 并且在这个过程中没有固定的熔解热效应.
思考与流:
1.如何鉴别晶体和非晶体?
2.右图是玻璃的结构示 意图,根据该图判断玻璃 是不是晶体?为什么?
3.你能列举一些可能有 效的方法鉴别真假宝石 (假宝石通常是用玻璃仿 造的)吗?
A.①③
B.②④
C.①②③
D.①②③④
二﹑晶胞
1.描述晶体结构的基本单元叫做晶胞
蜂巢与蜂室
铜晶体
铜晶胞
晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻然而， 蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是人为划定的。
金刚石的多面体外形、晶体结构和晶胞示意图
思考与交流N:aCl晶体结构和晶胞
1.上述铜晶体、金刚石、NaCl晶体的晶胞空间构形是 怎样的？
请大家根据原电池原理，写出电极反应式及电池反应 方程式。
a装置中：负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
电池反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2
分析：中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生吸氧腐蚀。
a装置中： 进一步反应：
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O
课堂练习
2、2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多
万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、
猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主
要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的国宝在 240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因
的分析，最可能的是
（D）
A、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；
4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品 容易生锈。 说明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。
课堂练习
1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）若液面上升，则溶液呈 中性或碱性 性，发生
吸氧 腐蚀,电极反应式为：负极：Fe–2e-＝Fe2+ , 正极： O2+2H2O+4e-＝4OH－