01上課課件金屬的腐蝕與防護(hù)

1、省宜興一中省宜興一中 談嬋荷談嬋荷中國中國世界上鋼世界上鋼鐵年產(chǎn)量鐵年產(chǎn)量最大是哪最大是哪個(gè)國家個(gè)國家?據(jù)報(bào)道，我國鋼鐵的年產(chǎn)量據(jù)報(bào)道，我國鋼鐵的年產(chǎn)量達(dá)到了達(dá)到了42億噸，占全世億噸，占全世界年產(chǎn)量的界年產(chǎn)量的1/3，已經(jīng)連續(xù)，已經(jīng)連續(xù)十年居世界首位。到十年居世界首位。到2020年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化時(shí)年產(chǎn)量可能年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化時(shí)年產(chǎn)量可能達(dá)到達(dá)到6億噸左右。億噸左右。鋼鐵工業(yè)素有鋼鐵工業(yè)素有“工業(yè)糧食工業(yè)糧食”之稱，之稱，它的發(fā)展一度被認(rèn)為是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)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。展的晴雨表。鐵銹的主要成分：鐵銹的主要成分：Fe2O3XH2O銅器表面生成銅銅器表面生成銅綠綠,主要成分：主要成

2、分：Cu2(OH)2CO3據(jù)報(bào)道：據(jù)報(bào)道： 全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)達(dá)7000億美元億美元，是地震、水災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失，是地震、水災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失的的總和的總和的6倍倍。這還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)。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。鋼鐵因腐蝕而造成的損失比金屬本身要大到無法估量。鋼鐵因

3、腐蝕而報(bào)廢的數(shù)量約占鋼鐵當(dāng)年產(chǎn)量的報(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(duì)腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也經(jīng)常對(duì)安全構(gòu)成威脅安全構(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(chǔ)酸槽因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲(chǔ)酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染；管道和設(shè)備跑、冒、滴、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，有毒氣體如漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有

4、毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄等的泄漏，更會(huì)危及工作人員和附近居民的生命安全。漏，更會(huì)危及工作人員和附近居民的生命安全。 自主探究：自主探究： 閱讀教材閱讀教材P22，回答，回答 1 1、什么是金屬的腐蝕？、什么是金屬的腐蝕？ 2 2、金屬的腐蝕可分為哪幾類？、金屬的腐蝕可分為哪幾類？ 3 3、金屬的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕的本質(zhì)、金屬的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕的本質(zhì)是什么？是什么？1、金屬的腐蝕、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)化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程而腐蝕損耗的過程2、金屬的化學(xué)腐蝕、金屬的化學(xué)腐蝕金屬跟接觸到的物質(zhì)直接接觸

5、發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的金屬跟接觸到的物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕腐蝕3、金屬的電化學(xué)腐蝕、金屬的電化學(xué)腐蝕 不純的金屬不純的金屬(或合金或合金)跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)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)反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化的反應(yīng)鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐蝕。腐蝕速率較慢。蝕。腐蝕速率較慢。鐵作負(fù)極（陽極）被腐鐵作負(fù)極（陽極）被腐蝕腐蝕速率較快。蝕腐蝕速率較快。（按下圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）請(qǐng)比較下列現(xiàn)象的差異？按下圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）請(qǐng)比較下列現(xiàn)象的差異？圖一圖一聯(lián)系舊知聯(lián)系舊知?dú)w納小結(jié)歸納小結(jié)1金屬腐蝕金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)的實(shí)質(zhì)金

6、屬的腐蝕金屬的腐蝕種類種類原理原理區(qū)別區(qū)別腐蝕腐蝕速度速度聯(lián)系聯(lián)系金屬原子失去電子被氧化而消耗的過程：金屬原子失去電子被氧化而消耗的過程：M-ne-=Mn+ 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕金屬和其它物質(zhì)金屬和其它物質(zhì)直接接觸直接接觸發(fā)生發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕不純金屬或合金不純金屬或合金發(fā)生原電池反發(fā)生原電池反應(yīng)應(yīng)，使較活潑的金屬失電子被，使較活潑的金屬失電子被氧化而引起的腐蝕氧化而引起的腐蝕直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生原電池反應(yīng)發(fā)生原電池反應(yīng)腐蝕過程無電流產(chǎn)生腐蝕過程無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生金屬直接被腐蝕金屬直接被腐蝕較活潑金屬被腐蝕較

7、活潑金屬被腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，危害更大往往同時(shí)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？?jī)裳b置中均能形成原、鐵粉中加入炭粉有何作用？?jī)裳b置中均能形成原電池嗎？電池嗎？進(jìn)行進(jìn)行P22活動(dòng)與探究活動(dòng)與探究，觀，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，回答有關(guān)問題：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、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？什么問題？繼繼續(xù)續(xù)探探究究實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)編號(hào)a ab b所用電解質(zhì)所用電解質(zhì)NaClNaClCHCH3 3COOHC

8、OOH主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象原因分析原因分析腐蝕類型腐蝕類型形成條件形成條件電極反應(yīng)電極反應(yīng)式式正極正極負(fù)極負(fù)極電池總反應(yīng)電池總反應(yīng)溶液中反應(yīng)溶液中反應(yīng)( (鐵銹的生成鐵銹的生成) )出現(xiàn)的頻率出現(xiàn)的頻率右側(cè)導(dǎo)管內(nèi)液面上升右側(cè)導(dǎo)管內(nèi)液面上升右側(cè)導(dǎo)管內(nèi)液面下降右側(cè)導(dǎo)管內(nèi)液面下降有氣體參與反應(yīng)有氣體參與反應(yīng)(O2)有氣體生成有氣體生成(H2)發(fā)生發(fā)生吸氧腐蝕吸氧腐蝕發(fā)生發(fā)生析氫腐蝕析氫腐蝕水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性較強(qiáng)O2+2H2O+4e-=4OH-2H+2e-=H2Fe - 2e- = Fe2+較低較低較高較高Fe+2H+=Fe2+H2 Fe2+2OH-= F

9、e(OH)2 4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4Fe(OH)O=4Fe(OH)3 32Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O較高較高較低較低歸納小結(jié)歸納小結(jié)21、相對(duì)于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被、相對(duì)于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。腐蝕。2、1910年遺留在南極的食品罐頭盒，其表面至今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)。很少有鐵銹出現(xiàn)。3、用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。、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(shí)，工廠附近的鐵、當(dāng)化工廠排出的廢氣為酸性時(shí)，工廠附近的鐵制品容易生銹。制品容易生

10、銹。交流與討交流與討論論哪些因素影響了金屬哪些因素影響了金屬腐蝕的快慢呢腐蝕的快慢呢?(一一)對(duì)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)的對(duì)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，越金屬，越_被腐蝕。被腐蝕。(二二)對(duì)于同種金屬而言：對(duì)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 _原電池原電池原理引起的腐蝕原理引起的腐蝕_化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕 _有防腐措施的腐蝕有防腐措施的腐蝕(2) 與介質(zhì)條件有關(guān)：一般說來與介質(zhì)條件有關(guān)：一般說來同種金屬的腐蝕在強(qiáng)電解質(zhì)中同種金屬的腐蝕在強(qiáng)電解質(zhì)中_

11、弱電解質(zhì)中弱電解質(zhì)中 _非電解質(zhì)中非電解質(zhì)中(3)與構(gòu)成微電池兩極的材料有關(guān)：與構(gòu)成微電池兩極的材料有關(guān)：兩極材料的活動(dòng)性差別越大，較活潑金屬被腐蝕的速度越兩極材料的活動(dòng)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，其注意：在鋼鐵的腐蝕過程中，其電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕更嚴(yán)重，在電化學(xué)腐蝕中，更嚴(yán)重，在電化學(xué)腐蝕中，吸吸氧腐蝕氧腐蝕更普遍。更普遍。容易容易快快快快防止作為原電池負(fù)極防止作為原電池負(fù)極防止金屬腐蝕的措施防止金屬腐蝕的措施能防止金屬腐蝕的原理能防止金屬腐蝕的原理閱讀并思考閱讀并

12、思考:金屬被腐蝕與什么物質(zhì)有關(guān)？發(fā)生的主要原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？理是什么？怎樣才能防止金屬生銹？ 主要是空氣中主要是空氣中O2與與H2O共同作用的結(jié)果共同作用的結(jié)果犧牲陽極（負(fù)極）犧牲陽極（負(fù)極）的陰極的陰極(正極正極)保護(hù)法保護(hù)法外加電流的陰極外加電流的陰極保護(hù)法保護(hù)法改變金屬組成和結(jié)構(gòu)改變金屬組成和結(jié)構(gòu)與活動(dòng)性更強(qiáng)的金屬形成原與活動(dòng)性更強(qiáng)的金屬形成原電池電池,被保護(hù)金屬作正極被保護(hù)金屬作正極利用電解池原理，被保護(hù)利用電解池原理，被保護(hù)金屬作陰極金屬作陰極通過改變結(jié)構(gòu)而改變性質(zhì)，通過改變結(jié)構(gòu)而改變性質(zhì)，如鋼中加入鎳、鉻等耐蝕金如鋼中加入鎳、鉻

13、等耐蝕金屬形成不銹鋼屬形成不銹鋼隔絕空氣和水隔絕空氣和水在金屬制品表面覆蓋保在金屬制品表面覆蓋保護(hù)層或鍍耐腐蝕金屬護(hù)層或鍍耐腐蝕金屬大家大家討論討論1965年冬天，在湖北省荊州市附近的年冬天，在湖北省荊州市附近的望山楚墓群中，出土了一把鋒利無比望山楚墓群中，出土了一把鋒利無比的寶劍。專家通過對(duì)劍身八個(gè)鳥篆銘的寶劍。專家通過對(duì)劍身八個(gè)鳥篆銘文的解讀，證明此劍就是傳說中的越文的解讀，證明此劍就是傳說中的越王勾踐劍。讓人驚奇的是，這把青銅王勾踐劍。讓人驚奇的是，這把青銅寶劍穿越了兩千多年的歷史長(zhǎng)河，但寶劍穿越了兩千多年的歷史長(zhǎng)河，但劍身絲毫不見銹斑。它千年不銹的原劍身絲毫不見銹斑。它千年不銹的原因是

14、什么呢？因是什么呢？ 課后課后探究探究活動(dòng)活動(dòng)溶液如何影響有凹陷的食品罐溶液如何影響有凹陷的食品罐?取一罐蔬菜罐頭和一罐水果罐頭取一罐蔬菜罐頭和一罐水果罐頭,前者前者含鹽溶液含鹽溶液,后者含糖溶液后者含糖溶液 。(a)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),以研究凹陷食品罐在這些溶以研究凹陷食品罐在這些溶液中會(huì)否生銹液中會(huì)否生銹?如果有腐蝕發(fā)生如果有腐蝕發(fā)生,比較食品罐在比較食品罐在兩種溶液中的腐蝕速度兩種溶液中的腐蝕速度。(b)記錄你的結(jié)果記錄你的結(jié)果,并向班上同學(xué)介紹你的實(shí)驗(yàn)并向班上同學(xué)介紹你的實(shí)驗(yàn)。(c)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,你認(rèn)為吃凹陷罐頭的食品安你認(rèn)為吃凹陷罐頭的食品安 全嗎全嗎?反思反思本節(jié)課你學(xué)到了本節(jié)課你學(xué)到了什么？什么？ 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí), ,我們認(rèn)識(shí)到我們認(rèn)識(shí)到金屬腐蝕的危害極大金屬腐蝕的危害極大, , 運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理能對(duì)金屬進(jìn)行有效防護(hù)。然而，原理能對(duì)金屬進(jìn)行有效防護(hù)。然而，在復(fù)雜多變的自然環(huán)境中并非如此簡(jiǎn)在復(fù)雜多變的自然環(huán)境中并非如此簡(jiǎn)單，單，“金屬的腐蝕與防護(hù)金屬的腐蝕與防護(hù)”始終是一始終是一個(gè)世界性的異常棘手的科技難題。防個(gè)世界性的異常棘手的科技難題。防止金屬腐蝕，任重道遠(yuǎn)！止金屬腐蝕，任重道遠(yuǎn)！金屬腐蝕全部有害嗎？