上課金屬的腐蝕與防護.ppt

中國,世界上鋼鐵年產量最大是哪個國家?,據報道，我國鋼鐵的年產量達到了42億噸，占全世界年產量的1/3，已經連續(xù)十年居世界首位。到2020年實現工業(yè)化時年產量可能達到6億噸左右。,鋼鐵工業(yè)素有“工業(yè)糧食”之稱，它的發(fā)展一度被認為是國家經濟發(fā)展的晴雨表。,鐵銹的主要成分： Fe2O3XH2O,銅器表面生成銅綠,主要成分：Cu2(OH)2CO3,據報道： 全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經濟損失約達7000億美元，是地震、水災、臺風等自然災害造成損失的總和的6倍。這還不包括由于腐蝕導致的停工、減產和爆炸等造成的間接損失。金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴重的是金屬制品結構損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量。鋼鐵因腐蝕而報廢的數量約占鋼鐵當年產量的25%30%。,腐蝕不僅造成經濟損失，也經常對安全構成威脅。國內外都曾發(fā)生過許多災難性腐蝕事故，如飛機因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染；管道和設備跑、冒、滴、漏，破壞生產環(huán)境，有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會危及工作人員和附近居民的生命安全。,2019年7月15日星期一,選修4 化學反應原理 專題一 化學反應與能量變化,第三單元 金屬的腐蝕與防護,一、金屬的電化學腐蝕,自主探究： 閱讀教材P23，回答 1、什么是金屬的腐蝕？ 2、金屬的腐蝕可分為哪幾類？ 3、金屬的電化學腐蝕和化學腐蝕的本質是什么？,1、金屬的腐蝕,指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程,2、金屬的化學腐蝕,金屬跟接觸到的物質直接接觸發(fā)生氧化還原反應而引起的腐蝕,3、金屬的電化學腐蝕,不純的金屬(或合金)跟電解質溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應，比較活潑的金屬失去電子而被氧化的反應,一、金屬的腐蝕,歸納小結1,金屬的化學腐蝕與電化學腐蝕比較,金屬原子失去電子被氧化而消耗的過程： M-ne-=Mn+,化學腐蝕,電化學腐蝕,金屬和其它物質直接接觸發(fā)生氧化還原反應而引起的腐蝕,不純金屬或合金發(fā)生原電池反應，使較活潑的金屬失電子被氧化而引起的腐蝕,直接發(fā)生氧化還原反應,發(fā)生原電池反應,腐蝕過程有電子無電流產生,有微弱電流產生,金屬直接被腐蝕,較活潑金屬被腐蝕,電化學腐蝕化學腐蝕,往往同時發(fā)生，但電化學腐蝕更普遍，危害更大,1、鐵粉中加入炭粉有何作用？兩裝置中均能形成原電池嗎？,進行P23活動與探究，觀察實驗現象，回答有關問題：,2、兩裝置中的實驗現象有何不同？產生的現象說明什么問題？,繼續(xù)探究,實驗：,2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,4、鋼鐵的電化學腐蝕,右側導管內液面上升,右側導管內液面下降,有氣體參與反應(O2),有氣體生成(H2),發(fā)生吸氧腐蝕,發(fā)生析氫腐蝕,水膜酸性很弱或呈中性,水膜酸性較強,O2+2H2O+4e-=4OH-,2H+2e-=H2,Fe - 2e- = Fe2+,較低,較高,Fe+2H+=Fe2+H2 ,Fe2+2OH-= Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O,較高,較低,歸納小結2,2019/7/15,12,鋼鐵的析氫腐蝕示意圖,鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖,1、相對于在內河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。,2、1910年遺留在南極的食品罐頭盒，其表面至今很少有鐵銹出現。,3、用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。,4、當化工廠排出的廢氣為酸性時，工廠附近的鐵制品容易生銹。,交流與討論,哪些因素影響了金屬腐蝕的快慢呢?,、金屬腐蝕快慢的判斷,(一)對于不同的金屬而言：與金屬的活潑性有關，一般地，活潑性越強的金屬，越_被腐蝕。 (二)對于同種金屬而言： 與引起腐蝕的原因有關：一般說來，電解原理引起的腐蝕 _原電池 原理引起的腐蝕_化學腐蝕 _有防腐措施的腐蝕 (2) 與介質條件有關：一般說來 同種金屬的腐蝕在強電解質中_弱電解質中 _非電解質中 (3)與構成微電池兩極的材料有關： 兩極材料的活動性差別越大，較活潑金屬被腐蝕的速度越 。 (4)與環(huán)境溫度有關，溫度越高，金屬腐蝕速度越 。 注意：在鋼鐵的腐蝕過程中，其電化學腐蝕更嚴重，在電化學腐蝕中，吸氧腐蝕更普遍。,容易,快,快,交流研討 你知道以下圖片采用了什么樣的防護措施嗎?,交流研討 你知道自行車的金屬部件采用了什么樣的防護措施嗎?,防止作為原電池負極,二、金屬的電化學防護,閱讀并思考:金屬被腐蝕與什么物質有關？發(fā)生的主要原理是什么？怎樣才能防止金屬生銹？,主要是空氣中O2與H2O共同作用的結果,犧牲陽極（負極）的陰極(正極)保護法,外加電流的陰極保護法,改變金屬組成和結構,與活動性更強的金屬形成原電池,被保護金屬作正極,利用電解池原理，被保護金屬作陰極,通過改變結構而改變性質，如鋼中加入鎳、鉻等耐蝕金屬形成不銹鋼,隔絕空氣和水,在金屬制品表面覆蓋保護層或鍍耐腐蝕金屬,2019/7/15,18,犧牲陽極的陰極保護法,2019/7/15,19,外加電源的陰極保護法,及時反饋,1、下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是,(5),(2),(1),(3),(4),2、如圖, 水槽中試管內有一枚鐵釘，放置數天觀察：,（1）若液面上升，則溶液呈_性，發(fā)生_ 腐蝕，電極反應式為：負極：_, 正極：_；,（2）若液面下降，則溶液呈_性，發(fā)生_ 腐蝕，電極反應式為：負極：_ 正極：_。,中性或堿,吸氧,2Fe 4e-2Fe2+,O2+2H2O+4e-4OH,酸,析氫,Fe 2eFe2+,2H+2e-H2,2019/7/15,22,3、銀質獎章較長時間后變黑， 形成黑銹，可以采用拋光的方法恢復光澤，拋光的簡單方法是：將變質的獎章放入盛有食鹽的鋁鍋中，放置一段時間后，黑銹就被除去,而銀不會損失。 （1）形成黑銹的原因： （2）除銹的原理：,4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O,2019/7