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41张PPT)

一、金属的腐蚀 1、定义： P49 。
指金属或合金与周围接触到的气体 或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程
2、分类 1）、化学腐蚀 P49
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。
2021/2/9 星期二
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90多年了，却很少生锈
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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）
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钢铁的电化学腐蚀：
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 P52
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P57思考与交流 如何选用防锈方法---请你决策2
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，你优先选择哪种方法？各种方法有 什么优、缺点？你还有没有其他的防锈措施？
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二、金属的防护 P51
1、金属腐蚀的本质：
_失__去___e-
金属原子
金属___阳__离___子_
发生__氧__化__反应
2、影响金属腐蚀的因素：
金属的本性和介质
3、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。
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第三章 探索生活材料 第二节 金属的腐蚀和防护
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铁锈斑斑
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铁管生锈了
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钢铁生锈造成大桥断裂！
断裂 四20川21/2/9省星期二宜宾市城区的南门大桥
铜器表面生成一层薄薄的铜绿[铜绿的 主要成分是Cu2(OH)2CO3]
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2021/2/9 星期二
船身如何防腐蚀的？ 船身上装锌块
用牺牲锌块的方法来保护
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如何防止地下钢铁管道的腐蚀？
用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管 道2021/2的/9 星期腐二 蚀，镁块要定期更换
3、金属的电化学防护 P52
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） 1)、电化学保护法 P52 原理： (在被保护的金属上连接比该金属__更__活__泼_的__金__属__
是在金属表面镀上一层耐腐蚀的金属，如 自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐 腐蚀又耐磨的Cr 2021/2/9 星期二
健身器材如何防锈？
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刷油漆
衣架和电线如何防锈？
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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？
（1）涂上油漆 （2）使用镀铬的钢 （3）使用不锈钢
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作业：
1.埋在地下的输油铸铁管道，在下列 各种情况下被腐蚀速率最慢的是 ( )C
A．在潮湿疏松的土壤中； B．在含铁元素较多的酸性土壤中； C．在干燥致密不透气的土壤中； D．在含碳较多的潮湿透气的中性土壤
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• 2．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 ( B)C
A．铁端将附着铜增重下沉； B．铜端将附着铜增重下沉； C．铁端将变细减重上升； D．铜端粗细不变将下沉．
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(2)、若液面下降，则溶液呈_较__强__酸__性___性， 发生_析__氢______腐蚀，电极反应式为：
负极：_______F_e__-__2_e_-_＝__F__e_2+______ 正2021极/2/9 星：期二______2_H_+_+_2_e__-＝___H_2↑________________
实验探究报告
实验方案 现象记录 结论
试管A
试管B
试管C
试管D
试管E
E 锈蚀由快到慢的顺序为：
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D
C
B或 A
2）、电化学腐蚀（电化腐蚀） P50
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.
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金属腐蚀的防护思路和方法是？
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
请根据以下的生活中的例子，总结金属防护 常用的方法，并解释这些方法为什么可以达到防 止金属腐蚀的目的？
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自行车如何防生锈？
自行车的车把、 车辐条、钢圈 和车铃防锈措 施是什么？
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钢铁的析氢腐 蚀示意图
注意：
（1）电化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。
（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)升温、原电池反应都可加快金属腐蚀
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钢铁的电化学腐蚀：
析氢腐蚀：
条件：钢铁在潮湿空气中形成酸性环境下 的腐蚀。
特点：有氢气产生。 H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3-
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： 2021/2/9 星期二 Fe+2H+＝ Fe2++H2↑
吸氧腐蚀：
条件：钢铁在很弱的酸性或中性环境下的腐蚀。 特点：有氧气参加反应。
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 ＝ 2Fe( OH)2
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钢铁的吸氧腐蚀示意图
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P50 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
①A盛有经煮沸迅速冷却的蒸馏水，铁钉被浸 没，再加植物油
②盛干燥剂CaCl2，试管口塞一团棉花，并塞上塞子。 ③ 加入蒸馏水，铁钉被浸没一半 ④ 盛NaCl溶液，铁钉被浸没一半。 ⑤盛CH3COOH溶液，铁钉被浸没一半。 分20时21/2间/9 星段期二观察。
生成铁锈：
2Fe-4e=2Fe2+
O2+2H2O+4e=4OH2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3 · nH2O
（铁锈）
联
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
系
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化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
化学腐蚀
电化学腐蚀
3、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__弱__酸__性___或__中__性__性，发 生___吸__氧___腐蚀,电极反应式为：
负极：________2__F_e__-___4_e__-＝___2_F__e_2_+________, 正极：_____O__2_+_2_H_2_O__+_4_e_-_＝___4_O_H__－__________
海边的铁制品比较容易生锈，为什么？
原理:原电 池反应可加 快金属腐蚀
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请比较下列现象的差异？
铁与酸反应，铁被腐 蚀。腐蚀速率较慢。
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铁作负极被腐蚀 腐蚀速率较快。
原电池的组成条件 (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
条件
有无 电流
金属跟氧化性物质 直接接触
不纯金属或合金 跟电解质溶液及氧化
剂接触
无电流产生
有微弱电流产生
本质
金属被来自百度文库化
较活泼金属被氧化
相互 两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍
联系 2021/2/9 星期二
小结：
金属腐蚀 的分类
化学腐蚀
电化腐蚀
吸氧腐蚀 （常见普遍）
析氢腐蚀
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金属腐蚀的危害
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钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条
水膜呈_较__强__酸__性。
件
CO2+H2OH2CO3
H++HCO
-
3
水膜呈中__性__或____酸__性__很__弱
电 负极Fe(-
极 反
)正极C(+)
应 总反应:
Fe-2e=Fe2+ 2H++2e=H2↑ Fe+2H+=Fe2+↑
或合金)，此金属作____负___极(阳极)反应受到 腐蚀，被保护的金属作___正____极(阴极)，不反 应，起到保护作用； 做负极材料常用的有__镁__、__铝__、__锌___
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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
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。
不2021/能2/9 星期用二 油漆来防锈，而是选用油脂
(三) 、金属的防护方法 P51
1、改变金属的内部组织结构，
2、在金属表面覆盖保护层，使它与_空__气_____、 ____水______等物质____隔__离___。 例如 喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、或表面钝化 (镀其他金属使氧化成致密的氧化膜)、搪瓷、 塑料等方法。
升温可加快 金属腐蚀
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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
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P50 科学探究 • 铁钉锈蚀的可能条件假设：
(1) 只与水接触，不与空气接触
(2) 不与水接触，只与空气接触 (3) 既与水接触，又与空气接触 (4) 既与NaCl溶液接触，又与空气接触 (5) 既与CH3COOH溶液接触，又与空气接触