上課金屬的腐蝕與防護(hù).ppt

中國,世界上鋼鐵年產(chǎn)量最大是哪個國家?,據(jù)報(bào)道，我國鋼鐵的年產(chǎn)量達(dá)到了42億噸，占全世界年產(chǎn)量的1/3，已經(jīng)連續(xù)十年居世界首位。到2020年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化時年產(chǎn)量可能達(dá)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(rèn)為是國家經(jīng)濟(jì)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(jù)報(bào)道： 全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)7000億美元，是地震、水災(zāi)、臺風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失的總和的6倍。這還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)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(yán)重的是金屬制品結(jié)構(gòu)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(bào)廢的數(shù)量約占鋼鐵當(dāng)年產(chǎn)量的25%30%。,腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也經(jīng)常對安全構(gòu)成威脅。國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機(jī)因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)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(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)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(xué)反應(yīng)原理 專題一 化學(xué)反應(yīng)與能量變化,第三單元 金屬的腐蝕與防護(hù),一、金屬的電化學(xué)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(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕的本質(zhì)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(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程,2、金屬的化學(xué)腐蝕,金屬跟接觸到的物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕,3、金屬的電化學(xué)腐蝕,不純的金屬(或合金)跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化的反應(yīng),一、金屬的腐蝕,歸納小結(jié)1,金屬的化學(xué)腐蝕與電化學(xué)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(xué)腐蝕,電化學(xué)腐蝕,金屬和其它物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕,不純金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)，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(yīng),發(fā)生原電池反應(yīng),腐蝕過程有電子無電流產(chǎn)生,有微弱電流產(chǎn)生,金屬直接被腐蝕,較活潑金屬被腐蝕,電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕,往往同時發(fā)生，但電化學(xué)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(jìn)行P23活動與探究，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，回答有關(guān)問題：,2、兩裝置中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有何不同？產(chǎn)生的現(xiàn)象說明什么問題？,繼續(xù)探究,實(shí)驗(yàn)：,2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,4、鋼鐵的電化學(xué)腐蝕,右側(cè)導(dǎo)管內(nèi)液面上升,右側(cè)導(dǎo)管內(nèi)液面下降,有氣體參與反應(yīng)(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(qiáng),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(jié)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(nèi)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(xiàn)。,3、用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。,4、當(dāng)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(guān)，一般地，活潑性越強(qiáng)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(guān)：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(xué)腐蝕 _有防腐措施的腐蝕 (2) 與介質(zhì)條件有關(guān)：一般說來 同種金屬的腐蝕在強(qiáng)電解質(zhì)中_弱電解質(zhì)中 _非電解質(zhì)中 (3)與構(gòu)成微電池兩極的材料有關(guān)： 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(guān)，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(xué)腐蝕更嚴(yán)重，在電化學(xué)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(hù)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(hù)措施嗎?,防止作為原電池負(fù)極,二、金屬的電化學(xué)防護(hù),閱讀并思考:金屬被腐蝕與什么物質(zhì)有關(guān)？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(jié)果,犧牲陽極（負(fù)極）的陰極(正極)保護(hù)法,外加電流的陰極保護(hù)法,改變金屬組成和結(jié)構(gòu),與活動性更強(qiáng)的金屬形成原電池,被保護(hù)金屬作正極,利用電解池原理，被保護(hù)金屬作陰極,通過改變結(jié)構(gòu)而改變性質(zhì)，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(hù)層或鍍耐腐蝕金屬,2019/7/15,18,犧牲陽極的陰極保護(hù)法,2019/7/15,19,外加電源的陰極保護(hù)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(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：,（1）若液面上升，則溶液呈_性，發(fā)生_ 腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：_, 正極：_；,（2）若液面下降，則溶液呈_性，發(fā)生_ 腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)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(zhì)獎?wù)螺^長時間后變黑， 形成黑銹，可以采用拋光的方法恢復(fù)光澤，拋光的簡單方法是：將變質(zhì)的獎?wù)路湃胧⒂惺雏}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