高中化學(xué) 第三章 第二節(jié)金屬的腐蝕和防護(hù)精品課件 新人教版選修1.ppt

第二節(jié)金屬的腐蝕和防護(hù) 課程標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航1 能描述金屬腐蝕的類型和化學(xué)原理 2 了解影響金屬腐蝕的快慢因素 3 知道金屬防護(hù)的常用方法 4 認(rèn)識(shí)防止金屬腐蝕的重要意義 自主學(xué)習(xí)一 金屬的腐蝕1 定義 或 與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行 而腐蝕損耗的過(guò)程 2 本質(zhì) 金屬 合金 化學(xué)反應(yīng) 3 分類金屬的腐蝕分為 與 二 金屬的防護(hù)1 影響金屬腐蝕的因素 1 金屬的性質(zhì)金屬越 越易被腐蝕 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕 活潑 若金屬中能導(dǎo)電的雜質(zhì)不如該金屬活潑 則容易形成原電池而使金屬發(fā)生 2 介質(zhì)的影響在潮濕的空氣中 接觸 氣體或 溶液 都容易被腐蝕 2 金屬的防護(hù)方法 電化學(xué)腐蝕 腐蝕性 電解質(zhì) 電化學(xué) 自主體驗(yàn)1 化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的相同點(diǎn)是 a 金屬與氧化劑直接反應(yīng)b 金屬原子失電子被氧化的過(guò)程c 無(wú)電流d 有電流 解析 選b 不管是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕 反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都是金屬原子失電子被氧化的過(guò)程 區(qū)別是化學(xué)腐蝕無(wú)電流 而電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生電流 2 為了防止輪船的腐蝕 應(yīng)在船殼水線以下位置嵌下一定數(shù)量的 a 銅塊b 鉛塊c 鋅塊d 金塊 解析 選c 輪船船體的成分是fe 為防止fe被腐蝕 通常在輪船身上裝上一定數(shù)量的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)的金屬 但活動(dòng)性不能太強(qiáng) 如鈉可與水發(fā)生反應(yīng) 故選c 3 2012 湖南長(zhǎng)沙高二調(diào)研 下列各種方法中 金屬表面涂抹油漆 改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu) 保持金屬表面清潔干燥 在金屬表面進(jìn)行電鍍 使金屬表面形成致密的氧化物薄膜 其中能對(duì)金屬起到防止或減緩腐蝕作用的是 a b c d 全部解析 選d 本題防止金屬腐蝕的方法大致可分為 改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu) 在金屬與氧化物間形成隔離 保持金屬表面干燥 均為有效的金屬防護(hù)方法 要點(diǎn)1金屬的腐蝕探究導(dǎo)引1金屬腐蝕是以化學(xué)腐蝕為主 還是以電化學(xué)腐蝕為主 提示 化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生 但電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕要普遍得多 要點(diǎn)歸納1 化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較 2 吸氧腐蝕與析氫腐蝕的比較 以鋼鐵腐蝕為例 特別提醒影響金屬化學(xué)腐蝕快慢的因素 1 金屬的活潑性 金屬越活潑 越容易被腐蝕 2 氧化劑的氧化性 氧化劑的氧化性越強(qiáng) 濃度越大 腐蝕作用越強(qiáng) 3 溫度 溫度越高 腐蝕越容易發(fā)生 3 判斷金屬電化學(xué)腐蝕快慢的方法不純的金屬或合金 在潮濕的空氣中形成原電池 發(fā)生電化學(xué)腐蝕 活潑金屬因被腐蝕而損耗 金屬腐蝕的快慢可從以下兩方面進(jìn)行判斷 1 構(gòu)成原電池的材料 兩極材料的活動(dòng)性差別越大 氧化還原反應(yīng)的速率越快 活潑金屬被腐蝕的速率就越快 2 金屬所接觸的電解質(zhì)強(qiáng)弱 活潑金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕快于在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕 在強(qiáng)電解質(zhì)溶液中的腐蝕快于在弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕 即時(shí)應(yīng)用1 埋在地下的輸油管道 在下列情況下 被腐蝕的速率最慢的是 a 在含銅元素較多的土壤中b 在潮濕疏松透氣的土壤中c 在干燥致密不透氣的土壤中d 在含碳顆粒較多 潮濕透氣的中性土壤中 解析 選c a項(xiàng)中形成了原電池 fe為負(fù)極 cu為正極 腐蝕速率很快 b中形成了原電池 fe為負(fù)極 c為正極 腐蝕速率較快 d項(xiàng)的情況與b項(xiàng)基本相同 c項(xiàng)既不易形成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕 也沒(méi)有充足的o2和水分 化學(xué)腐蝕也不易發(fā)生 腐蝕速率最慢 要點(diǎn)2金屬的防護(hù)探究導(dǎo)引2金屬防腐蝕的常用方法有哪些 提示 主要有改善金屬的本質(zhì) 把被保護(hù)金屬與腐蝕介質(zhì)隔開(kāi) 或?qū)饘龠M(jìn)行表面處理以及電化學(xué)保護(hù)等 要點(diǎn)歸納1 改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)例如 把鉻 鎳等金屬元素加入普通鋼中制成不銹鋼 就大大增強(qiáng)了鋼鐵的抗腐蝕能力 2 在金屬表面覆蓋保護(hù)層在金屬表面覆蓋致密的保護(hù)層 從而使金屬制品跟周圍介質(zhì)隔離開(kāi)來(lái) 這是一種普遍采用的防護(hù)方法 以鋼鐵的防護(hù)為例 根據(jù)保護(hù)層成分的不同 可分為如下幾種 1 金屬的氧化處理將鋼鐵制品加到naoh和nano2的混合溶液中 加熱處理 其表面即可形成一層厚度約為0 5 1 5 m的藍(lán)色氧化膜 主要成分為fe3o4 以達(dá)到鋼鐵防腐蝕的目的 此過(guò)程稱為發(fā)藍(lán)處理 簡(jiǎn)稱發(fā)藍(lán) 這種氧化膜具有較大的彈性和潤(rùn)滑性 不影響零件的精度 故精密儀器和光學(xué)儀器的部件彈簧鋼 薄鋼片 細(xì)鋼絲等常用發(fā)藍(lán)處理 2 非金屬涂層用非金屬物質(zhì)如油漆 塑料 搪瓷 礦物性油脂等涂覆在金屬表面上形成保護(hù)層 稱為非金屬涂層 也可達(dá)到防腐蝕的目的 搪瓷是含sio2量較高的玻璃瓷釉 有極好的耐腐蝕性能 因此作為耐腐蝕非金屬涂層 廣泛用于石油化工 醫(yī)藥 儀器等工業(yè)部門和日常生活用品中 3 金屬保護(hù)層它是以一種金屬鍍?cè)诒槐Ｗo(hù)的另一種金屬制品表面上所形成的保護(hù)鍍層 前一金屬常稱為鍍層金屬 金屬鍍層的形成除電鍍 化學(xué)鍍外 還有熱浸鍍 熱噴鍍 滲鍍 真空鍍等方法 3 電化學(xué)保護(hù)法電化學(xué)保護(hù)法是根據(jù)電化學(xué)原理在金屬設(shè)備上采取措施 使之成為腐蝕電池中的陰極 從而防止或減輕金屬腐蝕的方法 1 犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法 犧牲陽(yáng)極保護(hù)法是用比被保護(hù)金屬活潑的金屬或合金作陽(yáng)極 固定在被保護(hù)金屬上 形成腐蝕電池 被保護(hù)金屬作陰極而得到保護(hù) 2 外加電流法將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極 使被保護(hù)的金屬作為陰極 在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù) 即時(shí)應(yīng)用2 金屬具有良好的導(dǎo)電 導(dǎo)熱及延展性等 因此廣泛應(yīng)用于制造各種材料 請(qǐng)回答下列問(wèn)題 1 家庭中 鋼精鍋 是由鋁合金做成的 它能長(zhǎng)期使用的原因是鋁表面形成 2 下列關(guān)于鐵制品保護(hù)措施的說(shuō)法中不正確的是 填代號(hào) a 在自行車鋼圈上鍍上一層金屬鉻 摩擦部位加上機(jī)油或黃油b 相同條件下 馬口鐵 表層鍍錫 與白鐵 表層鍍鋅 相比 馬口鐵更為耐用c 在海輪的外殼上常焊有鋅塊 且定期更新 解析 1 鋁為活潑金屬 在空氣中被氧化生成致密的氧化物保護(hù)膜 故鋁不需要采取防腐措施 2 a項(xiàng)為覆蓋保護(hù)層 b項(xiàng)鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐腐蝕 c項(xiàng)為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法 答案 1 氧化物保護(hù)膜 2 b 題型1金屬的腐蝕 如圖中a為生鐵 a b兩個(gè)燒杯中為海水 c燒杯中為1mol l 1的稀硫酸 1 c中cu極的電極反應(yīng)式為 2 b中zn極的電極反應(yīng)式為 fe極附近溶液的ph 填 增大 減小 或 不變 3 a b c中鐵被腐蝕的速率由快到慢的順序是 思路點(diǎn)撥 解答本題需注意以下三點(diǎn) 1 清楚各個(gè)裝置的原理 2 掌握原電池的電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě) 3 掌握金屬被腐蝕的原理 解析 b c裝置為原電池 在原電池中 活潑金屬作負(fù)極 故b中fe作正極被保護(hù) c中fe作負(fù)極被腐蝕 答案 1 2h 2e h2 2 zn 2e zn2 增大 3 c a b 規(guī)律方法 比較金屬腐蝕快慢的規(guī)律 1 金屬腐蝕的快慢取決于與金屬接觸的氧化劑的氧化能力的強(qiáng)弱 氧化劑氧化性越強(qiáng) 金屬腐蝕越嚴(yán)重 2 通常金屬腐蝕的快慢類型 原電池原理引起的腐蝕 化學(xué)腐蝕 有防護(hù)措施的腐蝕 3 當(dāng)形成原電池時(shí) 與以下兩因素有關(guān) 與構(gòu)成原電池的材料有關(guān) 與金屬所接觸的電解質(zhì)強(qiáng)弱有關(guān) 日常生產(chǎn) 生活中用到許多金屬制品 從實(shí)用美觀角度考慮選擇下列合適的金屬材料或保護(hù) 防腐蝕 方法 將序號(hào)填入下表相應(yīng)空格中 不銹鋼 白鐵 鍍鋅鐵皮 鋁合金 鍍鉻鐵管 涂漆 鑲嵌鋅塊 與直流電源負(fù)極相連 陰極保護(hù)法 題型2金屬的防護(hù) 思路點(diǎn)撥 解答本題需注意以下兩點(diǎn) 1 掌握化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的原理 2 金屬防護(hù)的方法和途徑 解析 解答本題除理論聯(lián)系實(shí)際外 還要結(jié)合日常觀察 綜合分析得出結(jié)論 菜刀接觸潮濕較多 且要求機(jī)械強(qiáng)度大 清潔衛(wèi)生等 故選不銹鋼 樓梯扶手 護(hù)欄等要求安全美觀 經(jīng)濟(jì)實(shí)惠 故選鍍鉻鐵管 水桶處于潮濕環(huán)境 且摩擦碰撞較多 故選鍍鋅鐵皮 航海輪船則采用鑲嵌鋅塊法保護(hù) 效果良好 水閘位置固定宜采用陰極保護(hù)法 吊車塔架只求堅(jiān)固防銹且經(jīng)濟(jì) 故涂漆保護(hù)就可以了 門窗框從輕便美觀考慮 可選用鋁合金材料 答案 經(jīng)典案例 如何防止鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點(diǎn)內(nèi)容 為研究鐵銹蝕的影響因素 某同學(xué)做了如下探究實(shí)驗(yàn) 回答下列問(wèn)題 1 上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的是 填實(shí)驗(yàn)序號(hào) 在電化學(xué)腐蝕中 負(fù)極反應(yīng)是 正極反應(yīng)是 2 由該實(shí)驗(yàn)可知 可以影響鐵銹蝕速率的因素是 3 為防止鐵的銹蝕 工業(yè)上普遍采用的方法是 答兩種方法 解析 解答第 1 題應(yīng)注意聯(lián)系金屬的化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的區(qū)別 電化學(xué)腐蝕是不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸 因發(fā)生原電池反應(yīng) 較活潑的金屬失電子而被氧化 分析題中實(shí)驗(yàn)可知 實(shí)驗(yàn)3 4 5 6發(fā)生了電化學(xué)腐蝕 其中負(fù)極反應(yīng)是fe 2e fe2 正極反應(yīng)是o2 2h2o 4e 4oh 解答第 2 題時(shí) 對(duì)比實(shí)驗(yàn)1和3可得出濕度增大 可使鐵銹蝕速率加快 對(duì)比實(shí)驗(yàn)3 4可知增大o2濃度可加快鐵銹蝕的速率 對(duì)比實(shí)驗(yàn)4 5可知升高溫度可加快鐵銹蝕的速率 對(duì)比實(shí)驗(yàn)5 6可知電解質(zhì)的存在會(huì)使鐵銹蝕的速率加快 第 3 題 為防止鐵的銹蝕 根據(jù)鐵銹蝕的類