高二人教版化學(xué)選修一優(yōu)質(zhì)課件：3.2《金屬的腐蝕和防護》（共41張）

1、2021/2/6,第三章 探索生活材料第二節(jié) 金屬的腐蝕和防護,2021/2/6,鐵銹斑斑,2021/2/6,鐵管生銹了,2021/2/6,四川省宜賓市城區(qū)的南門大橋,鋼鐵生銹造成大橋斷裂,斷裂,2021/2/6,銅器表面生成一層薄薄的銅綠銅綠的主要成分是Cu2(OH)2CO3,2021/2/6,1、定義： P49,一、金屬的腐蝕,2、分類 1）、化學(xué)腐蝕 P49,指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程,金屬跟接觸到的物質(zhì) (如O2、Cl2 、SO2等) 直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕,2021/2/6,左邊家用燃氣灶的中心部位很容易生銹，而右邊的食品罐頭放在南極90多

2、年了，卻很少生銹,升溫可加快金屬腐蝕,2021/2/6,溫度對化學(xué)腐蝕的影響,升溫加快金屬腐蝕 降溫減慢金屬腐蝕,2021/2/6,鐵釘銹蝕的可能條件假設(shè)： (1) 只與水接觸，不與空氣接觸 (2) 不與水接觸，只與空氣接觸 (3) 既與水接觸，又與空氣接觸 (4) 既與NaCl溶液接觸，又與空氣接觸 (5) 既與CH3COOH溶液接觸，又與空氣接觸,P50 科學(xué)探究,2021/2/6,實驗需要在一周前開始做)：將5顆潔凈無銹的鐵釘分別放入以下5支試管中 A盛有經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水，鐵釘被浸 沒，再加植物油 盛干燥劑CaCl2，試管口塞一團棉花，并塞上塞子。 加入蒸餾水，鐵釘被浸沒一半 盛N

3、aCl溶液，鐵釘被浸沒一半。 盛CH3COOH溶液，鐵釘被浸沒一半。 分時間段觀察,P50 實驗方案,2021/2/6,實驗探究報告,E D C B 或 A,2021/2/6,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，這種腐蝕，叫做電化學(xué)腐蝕,2）、電化學(xué)腐蝕（電化腐蝕） P50,2021/2/6,海邊的鐵制品比較容易生銹，為什么,原理:原電池反應(yīng)可加快金屬腐蝕,2021/2/6,請比較下列現(xiàn)象的差異,鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐蝕。腐蝕速率較慢,鐵作負極被腐蝕 腐蝕速率較快,2021/2/6,原電池的組成條件,1)、活潑性不同的兩種金屬（或金屬 與石墨）

4、構(gòu)成兩個電極,2)、電解質(zhì)溶液,3)、構(gòu)成閉合電路,復(fù)習(xí),2021/2/6,發(fā)生氧化反應(yīng)的是_極（電極消耗） 發(fā)生_反應(yīng)的是_極（電極放出氣體或析出金屬,原電池正負極的判斷,根據(jù)金屬的活潑性判斷,根據(jù)電極反應(yīng)來判斷,活潑金屬做極, 不活潑金屬(或可導(dǎo)電的非金屬）做極,還原,負,正,負,正,復(fù)習(xí),2021/2/6,鋼鐵的電化學(xué)腐蝕,吸氧腐蝕： 條件：鋼鐵在很弱的酸性或中性環(huán)境下的腐蝕。 特點：有氧氣參加反應(yīng),負極：，電極反應(yīng)式,正極：，電極反應(yīng)式,總反應(yīng)式,2Fe4e-2Fe2,2H2O + O2 + 4e- 4 OH,2Fe+ 2H2O + O2 2Fe( OH)2,鐵,碳,2021/2/6,

5、鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖,2021/2/6,鋼鐵的電化學(xué)腐蝕,析氫腐蝕： 條件：鋼鐵在潮濕空氣中形成酸性環(huán)境下 的腐蝕。 特點：有氫氣產(chǎn)生,負極：，電極反應(yīng)式,正極：，電極反應(yīng)式,總反應(yīng)式,Fe2e-Fe2,2H+2e-H2,Fe+2H+ Fe2+H2,鐵,碳,H2O + CO2 H2CO3,H+ + HCO3,2021/2/6,鋼鐵的析氫腐蝕示意圖,2021/2/6,注意： （1）電化腐蝕是通過構(gòu)成無數(shù)微小的原電池而發(fā)生的，作為負極的較活潑金屬將不斷被腐蝕。而不活潑的金屬（或非金屬或其它雜質(zhì)）則被保護。 （2）電化學(xué)腐蝕，只有當(dāng)金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時，才會發(fā)生，并伴有微電流產(chǎn)生。 (3)升溫、原

6、電池反應(yīng)都可加快金屬腐蝕,2021/2/6,鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較,Fe2O3 nH2O,鐵銹,通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍,析氫腐蝕,吸氧腐蝕,條件,較強酸性,中性 酸性很弱,CO2+H2OH2CO3 H+HCO 3,電極反應(yīng),負極Fe(-,Fe-2e=Fe2,2Fe-4e=2Fe2,正極C(,2H+2e=H2,O2+2H2O+4e=4OH,總反應(yīng),Fe+2H+=Fe2,2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,聯(lián)系,生成鐵銹,水膜呈_,水膜呈_或_,2021/2/6,兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍,相互 聯(lián)系,較活潑金

7、屬被氧化,金屬被氧化,本質(zhì),有微弱電流產(chǎn)生,無電流產(chǎn)生,有無 電流,不純金屬或合金 跟電解質(zhì)溶液及氧化劑接觸,金屬跟氧化性物質(zhì) 直接接觸,條件,電化學(xué)腐蝕,化學(xué)腐蝕,化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較,2021/2/6,小結(jié),金屬腐蝕的分類,化學(xué)腐蝕,電化腐蝕,析氫腐蝕,吸氧腐蝕,常見普遍,2021/2/6,金屬腐蝕的危害,金屬的腐蝕對國民經(jīng)濟帶來的損失是驚人的，據(jù)70年代美國的一份統(tǒng)計報告，全世界每年由于腐蝕而報廢的金屬設(shè)備和材料，約相當(dāng)于金屬年產(chǎn)量的1/3，至于因設(shè)備腐蝕損壞而引起的停工減產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量下降、污染環(huán)境、危害人體健康甚至造成嚴(yán)重事故的損失，就更無法估計了。當(dāng)前，世界各國都有許多優(yōu)秀的科

8、學(xué)家，從事金屬腐蝕理論及防護方法的研究工作。有志者可選擇這方面的課題研究，一定會大有作為；一旦有新的突破，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和社會影響，必將是巨大的,2021/2/6,1、金屬腐蝕的本質(zhì),_e,發(fā)生_反應(yīng),金屬_,金屬原子,氧化,失去,陽離子,二、金屬的防護 P51,2、影響金屬腐蝕的因素： 3、金屬在什么條件下容易被腐蝕,金屬的本性和介質(zhì),在潮濕的空氣中、接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)，都容易被腐蝕,2021/2/6,金屬腐蝕的防護思路和方法是,主要從金屬的本質(zhì)和介質(zhì)兩方面考慮，如:改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，在金屬表面覆蓋保護層等等,思考,請根據(jù)以下的生活中的例子，總結(jié)金屬防護常用的方法，并解釋這些方法為

9、什么可以達到防止金屬腐蝕的目的,2021/2/6,自行車如何防生銹,是在金屬表面鍍上一層耐腐蝕的金屬，如自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的Cr,自行車的車把、車輻條、鋼圈和車鈴防銹措施是什么,2021/2/6,健身器材如何防銹,刷油漆,2021/2/6,衣架和電線如何防銹,外面包上一層塑料層,2021/2/6,某些工具的“機械傳動部位” ，能用油漆來防銹嗎,不能用油漆來防銹，而是選用油脂,應(yīng)選用什么呢,2021/2/6,2、在金屬表面覆蓋保護層，使它與_、_等物質(zhì)_,三) 、金屬的防護方法 P51,1、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu),噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍、或表面鈍化(鍍其他金屬使

10、氧化成致密的氧化膜)、搪瓷、塑料等方法,空氣,水,隔離,例如,2021/2/6,船身如何防腐蝕的,用犧牲鋅塊的方法來保護,船身上裝鋅塊,2021/2/6,2021/2/6,如何防止地下鋼鐵管道的腐蝕,用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊要定期更換,2021/2/6,電化學(xué)保護法 （消除引起金屬發(fā)生電化腐蝕的原電池反應(yīng)的方法,3、金屬的電化學(xué)防護 P52,在被保護的金屬上連接比該金屬_或合金)，此金屬作_極(陽極)反應(yīng)受到腐蝕，被保護的金屬作_極(陰極)，不反應(yīng)，起到保護作用,更活潑的金屬,負,正,1)、電化學(xué)保護法 P52 原理,做負極材料常用的有_,鎂、鋁、鋅,2021/2/6,1

11、)、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，如 (2)、在金屬表面覆蓋保護層，如 (3)、電化學(xué)保護法 （消除引起金屬發(fā)生電化腐蝕的原電池反應(yīng)的方法） 在要保護的金屬上連接比該金屬更活潑的金屬或合金 P52,不銹鋼,覆蓋油脂、油漆、搪瓷、塑料、電鍍金屬、氧化成致密的氣化膜等,三)、金屬防護的方法,知識總結(jié),2021/2/6,P58請你當(dāng)設(shè)計師，假設(shè)用鋼材在杭州西湖內(nèi)建造能使用20年左右的一座大橋，有三種防銹措施供選擇，你優(yōu)先選擇哪種方法？各種方法有什么優(yōu)、缺點？你還有沒有其他的防銹措施？ （1）涂上油漆 （2）使用鍍鉻的鋼 （3）使用不銹鋼,P57思考與交流如何選用防銹方法-請你決策2,2021/2/6,作業(yè),1.埋在地下的輸油鑄鐵管道，在下列各種情況下被腐蝕速率最慢的是 ( ) A在潮濕疏松的土壤中； B在含鐵元素較多的酸性土壤中； C在干燥致密不透氣的土壤中； D在含碳較多的潮濕透氣的中性土壤,C,2021/2/6,2在裝有水的容器中，用棉線懸掛一個在水中保持平衡的金屬棒，該棒由鐵和銅焊接而成，棉線系在兩種金屬接縫處（如圖），再向水中加入少量CuSO4，經(jīng)過一段時間應(yīng)看到的現(xiàn)象是 ( ) A鐵端將附著銅增重下沉； B銅端將附著銅增重下沉； C鐵端將變細減重上升； D銅端粗細不變將下沉